Для чего нужны смазочные материалы? В первую очередь, для снижения трения между деталями, которые в процессе работы динамически соприкасаются друг с другом.
Помимо антифрикционных, у масел и смазок есть иные задачи. Защита от коррозии, агрессивной внешней среды, очистка поверхности от загрязнений, уплотнение узлов для сохранения герметичности.
Жидкие масла обеспечивают теплоотвод для охлаждения нагруженных агрегатов. Существуют и специальные задачи: например, создание разделительного слоя при объемной отливке деталей или создании изделий из стеклопластика.
Соразмерно задачам, требуются различные свойства масел. Восприимчивость к температуре, вязкость, и пр. Например, жидкая или консистентная смазка, совершенно по-разному ведут себя в одних и тех же механизмах.
Консистентная смазка, что это такое?
Иное наименование: пластичная смазка. Представляет собой дисперсную смесь жидкой классической основы с загустителем, удерживающим консистенцию при определенных (рабочих) температурах.
Что такое консистентная смазка с точки зрения агрегатного состояния? Ее нельзя отнести ни к жидкостям, ни к твердым предметам. Это мазеобразное вещество с отличной адгезией (достаточно липкое, чтобы удерживаться на необработанных поверхностях).
До определенного объема (или толщины слоя) смазка удерживается на поверхности детали в любых положениях: горизонтальное, вертикальное.
Наибольший интерес представляет переходный период агрегатного состояния. Под нагрузкой, непосредственно в зоне контакта обработанных деталей, смазка переходит в жидкое состояние, равномерно распределяясь по поверхности.
В состоянии покоя, субстанция сохраняет первоначальную форму, и не удаляется из рабочей зоны самостоятельно. Так же точно ведет себя сливочное масло при комнатной температуре.
При намазывании на хлеб – состав растекается, как жидкость. Стоит прекратить воздействие – масло остается в той же форме, в которой было нанесено.
В качестве примера, посмотрим, как работает смазка консистентная для подшипников. Даже если сепараторы не закрыты кожухом (открытый подшипник), состав остается в рабочей зоне, как при работе узла, так и в состоянии покоя.
А в точке касания роликов (шариков) и обоймы, густота сменяется на жидкость, и обеспечивает надежное антифрикционное покрытие.
При этом стоит хоть капле смазки выдавиться из зоны работы, она моментально фиксируется, и не разбрызгивается за пределы агрегата. При отсутствии загустителя, масло просто вытекло бы из сепаратора подшипника.
Производство подобных составов – это целая индустрия. Например, Exxon Mobil Corporation выпускает консистентную смазку Mobil для подшипниковых заводов: она закладывается в обойму прямо на конвейере.
Нефтяные концерны постоянно совершенствуют химический состав, улучшая характеристики и потребительские свойства пластичной смазки.
Свойства пластичных смазок
Рассмотрим наиболее важные свойства, которые часто используются при подборе консистентных смазок для механизмов.
Главный параметр – температура каплепадения
Чем она выше, тем дольше состав будет удерживаться на поверхности детали под нагрузкой.
Эффективная вязкость
Загустевший состав приобретает консистенцию парафина, и не формирует жидкую фазу в рабочей зоне. Например, неправильно подобранная смазка для велосипеда просто осыпается с цепной передачи на морозе, или скатывается в комочки.
Поэтому разработка формулы – это постоянный поиск компромисса. Эффективная вязкость – как раз определяет способность переходить в жидкое агрегатное состояние, и удерживаться на поверхности. Особенно важно сохранять стабильную консистенцию в негерметизированных узлах.
Пенетрация
Это степень густоты в так называемом твердом агрегатном состоянии. Замеры производятся с помощью тарированного конуса, погружаемого в емкость со смазкой.
В чистом виде этот параметр не важен, однако он определяет предел прочности слоя и его зависимость от температуры.
Параметры определяются составом, подробности на иллюстрации:
Создание формулы происходит в соответствии с техническим заданием, которое представляет конкретный заказчик, или в целом диктует рынок.
Некоторые производители работают исключительно в содружестве с корпоративными потребителями (производители агрегатов, подшипников, автомобилей).
А такие компании, как Liqui Moly, выпускают консистентную смазку в основном для розничной торговли.
Виды консистентных смазок
- Базовая основа (минералка или синтетика) не сильно влияет на базовые свойства, она определяет качество и цену. Назначение зависит в основном от типа присадок, особенно – загустителя.
- Натриевые (также могут использоваться с кальцием). Умеренный температурный диапазон (70°C — 100°C). Недорогие в производстве, но разрушаются при воздействии воды.
- Литиевые имеют продолжительный срок службы, выдерживают большое давление в рабочей зоне. Так же зависимы от влажности.
- На основе силикона. Обладают хорошими антифрикционными свойствами. Кроме того, консистентная силиконовая смазка не смывается водой и может быть использована в качестве антикоррозийной защиты и защиты резиновых уплотнителей.
- Алюминиевые особенно устойчивы к воздействию воды (и других жидкостей). Защищают металлические поверхности от окисления, работают в условиях термонагрузок.
- Консистентная смазка с тефлоном выдерживает температуры до 250°C. Практически не переходит в жидкое агрегатное состояние, оставляя на поверхности своеобразную антифрикционную пленку. Не проводит электрический ток.
- Полиуретановые смазки безвредны для человека, поэтому активно применяются в пищевой и медицинской промышленности. Имеют ограниченный срок службы, поскольку подвержены биологическому разложению.
Универсальная консистентная смазка
На самом деле – ее не существует. Универсальность может быть обеспечена только в узких рамках условий применения. Например, пластичная автомобильная смазка может применяться в подшипниках, ШРУСах и шаровых опорах.
Однако ее нельзя закладывать в шестерни принтеров или в механизм кофемашины. Поэтому производители предлагают целую палитру составов для самых разных нужд.
Профильность консистентных смазок не является проблемой. Условно они разделяются не более чем на 3 категории:
- индустриальные (для механических агрегатов и транспорта) Например, солидол;
- медицинские (они же пищевые);
- специальные (для измерительных приборов, бытовой и офисной техники).