Индустриални масла

Състав, приложна област и експлоатационни специфики
на пластични смазки

  Важното значение на индустриалните масла за постигане на оптимални експлоатационни показатели на отделните елементи, възли и машини и технологичното оборудване като цяло налагат доброто им познаване. Сериозната им роля има определящо значение и за техническото развитие на маслата в посока постигане на по-добри характеристики, по-дълъг живот и , разбира се, конкурентна цена. В предходен брой на списание Инженеринг ревю ви запознахме с основни признаци за класификация на смазочните материали, базовите изисквания към течните смазки, изискванията към химическия им състав и видовете прибавки в маслата. В настоящия материал продължаваме откритата тема с пластичните смазки, наричани широко греси.

Структура на пластични смазки
Като свойства пластичните, наричани още консистентни, смазки заемат междинно място между твърдите и течните мазилни вещества. Консистентните смазки се състоят от два основни структурни компонента - течна основа и сгъстител. Основата представлява базово течно масло - минерално, растително или синтетично. За сгъстители се използват твърди въглеводороди, различни сапуни – соли на високомолекулярните мастни киселини, високодисперсни силикагели, бентонити, както и други органични и неорганични вещества. Често в състава на смазката се въвеждат добавки, които подобряват експлоатационните й показатели, а също и различни пълнители – графит, молибденов дисулфид, слюда, прахообразни метали и др.
При производството на смазката сгъстителите, в частност сапуните, образуват тримерен структурен кафез, в клетките, на които се задържа маслото. По тази причина, при малки натоварвания пластичните смазки показват характеристики на твърди тела – не се разтичат под действие на собственото си тегло, задържат се върху наклонени и вертикални повърхнини. При критични натоварвания, по-големи от якостта на структурния кафез, тези смазки се разтичат, подобно на течните мазилни вещества, наричани накратко в статията масла. В случай на премахване на натоварването, обаче, разтичането се прекратява и смазката отново възвръща качествата си на твърдо тяло.

Основни предимства на консистентните смазки
са способност да се задържат в нехерметизирани триещи възли, работоспособност в по-широк диапазон на работни температури и скорости, по-добри мазилни качества, по-високи защитни свойства от корозия, работоспособност при проникване на вода и други агресивни среди, по-нисък разход на смазочно средство.
Като техни недостатъци могат да се посочат лоша охлаждаща способност, по-висока склонност към окисление, по-сложно подвеждане към триещите възли.
Различните типове на структурните компоненти и техните обемни комбинации, заедно с допълнителните прибавки определят специалните свойства на пластичните смазки. Произвежданите под различни търговски марки консистентни смазки се класифицират на основата на следните признаци:
l Според предназначението и температурната област на приложение пластичните смазки са универсални (многофункционални), високотемпературни, обикновени (за нормални температури) и нискотемпературни.
l Според степента на износоустойчивостта им – за ниски (НН), умерени (УН) и високи (ВН) налягания.
l Според водоустойчивостта им – водоустойчиви (ВУ) и водонеустойчиви (ВН).
В означението на пластичните смазки обикновено се включват символите, означаващи температурния работен диапазон, степента на износоустойчивост, както и водоустойчивостта им. За информация се дават видът на сгъстителя и пенетрационната категория.

Видове смазки според консистенцията
В общия обем на смазката се използва от 8 до 25% сгъстител. Съществуват четири групи сгъстители:
l прост сапунен сгъстител (А);
l комплексен сапунен сгъстител (В);
l органичен несапунен сгъстител (С);
l неорганични сгъстители (D).
Класификацията на пластичните смазки според гъстотата им, предложена от Националния институт по смазките на САЩ (NLGI), е международно призната. Според нея гъстотата (консистенцията) на смазката се определя чрез лабораторния метод на "работната пенетрация". Този метод се състои в измерване на дълбочината на потъване в смазката на конус със стандартни размери и маса (150 g) за време 5 секунди при 25 °С. За показател на пенетрацията се получава число, според което се дефинират девет категории смазки с означения от 000 до 6. В зависимост от консистенцията си, по ISO 2137 смазките се определят като много меки – категории 00 и 000 с показател в диапазона 445 – 475; меки – категории 0 и 1 с показател в интервала 355 – 385; със средна твърдост – категории 2, 3 и 4 с показател 265 – 295; както и твърди – категории 5 и 6 с показател 130 – 160.

Пенетрационната категория не е експлоатационен показател
Най-широко приложение намират смазките с консистенция, съответстваща на категория 2. Категориите 000 и 00 представляват полутечни смазки, които се използват като алтернатива на маслата в механизмите и централизираните смазочни системи с малко сечение на подвеждащите канали, например в съвременните камиони.
Категории 0 и 1 намират приложение в главните централизирани смазочни системи на промишленото оборудване. Категории 2 и 3 се използват основно за смазване на лагери. Смазките от категории 4 и 6 са много гъсти и се прилагат рядко, само в изключителни случаи. Необходимо е да се има предвид, че пенетрационната категория е условен емпиричен показател. Той не характеризира експлоатационните свойства на смазката. Възможно е съвършено различни по състав и свойства смазки да имат една и съща пенетрационна категория.

Видове смазки и приложната им област
В триещите възли на промишленото оборудване, селскостопанските, подемните машини, транспортните средства и т. н. се използва широка гама пластични смазки. Според статистическите данни, преимущественият дял от търкалящите лагери се смазва с консистентни смазки (греси).
Най-широко приложение намират хидратираните калциеви смазки (от типа Солидол), които представляват смеси от индустриални масла, сгъстени с калциеви сапуни на синтетични мастни киселини. Използват се във всички триещи възли на промишлени, подемни, транспортни и други видове машини и механизми, работещи при нормални условия и температура от -30 до + 70 ° С. За смазване на елементи на шасито и кормилния механизъм на автомобилите са приложими при подаване на смазката чрез прес-масленки.
Друг вид консистентна смазка – графитната, се състои от цилиндрово масло, сгъстено с калциеви сапуни на синтетични мастни киселини с прибавка на 10% прахообразен графит. Използва се за натоварени бавноходни механизми, за ресори, открити зъбни предавки, но не е подходяща за точни механизми, например търкалящи лагери.
Комплексните калциеви смазки (от типа Униол) са изградени от остатъчни индустриални масла, сгъстени с калциеви сапуни на термообработени синтетични мастни и оцетна киселини и с антиокислителни и други прибавки. Представляват универсални смазки с високи противозадирни свойства, които работят в условията на високи натоварвания и температури до +150°С. Използват се в триещите възли на промишленото, миннообогатителното и металургичното оборудване, автотракторната и селскостопанската техника, в тунелни пещи, горещи конвейери и др.
Натриевите смазки (от типа Консталин) се изграждат от леки цилиндрови масла, сгъстени с натриеви сапуни на касторово масло. Използват се за търкалящи лагери и други триещи възли. Натриеви смазки, сгъстени с натриеви сапуни на синтетични мастни киселини, са подходящи за приложение при температури до 110 °С в търкалящите лагери на автомобили, електродвигатели, за буксите на подвижния ж.п.състав. Други видове натриеви смазки, сгъстени с натриеви сапуни на стеаринова киселина и съответни прибавки (например молибденов дисулфид), се отличават с високи студоустойчивост – от -60 до +150 °С и работен ресурс. Използват се за мазане на миниатюрни лагери и редуктори за електромеханични уреди.
От своя страна, литиевите смазки (от типа ЦИАТИМ 201, Литол, Фиол) се изграждат от леки трансформаторни или индустриални масла, сгъстени с литиев стеарат. Съдържат и различни прибавки. Характеризират се с добри противозадирни свойства и износоустойчивост, както и голяма дълготрайност – до 20 000 часа. Използват се като основни смазки за авиационни уреди, за мазане на високоскоростни търкалящи лагери, в електромашини, както и ролкови и капселовани (херметизирани) лагери при температури от -40 до +120 °С.
Алуминиевите смазки се състоят от индустриални масла, сгъстени с алуминиеви сапуни на стеаринова киселина. Използват се при работни температури до +65 °С за триещи възли на морски транспортни средства, както и при консервация на механизми с непосредствен контакт до морска вода.
Произвеждат се и бариеви смазки, смазки със сгъстители от смесени сапуни, смазки с несапунени сгъстители, които имат специфично приложение.
Към групата принадлежат и въглеводородните смазки, които се изграждат от индустриални масла. За сгъстители се използват неорганични вещества, много от които намират приложение и самостоятелно като твърди смазки. Такива са графит, молибденов дисулфид, церезин, парафин, вазелин и др. Използват се главно за консервация на метални изделия, в точни механизми, за смазване на метални въжета, за салникови набивки и резбови съединения, работещи в контакт с агресивни среди. Работният им температурен диапазон е от -20 до +50 °С.

Важна е съвместимостта на смазките
При избора и практическото използване на смазките много важно изискване е съвместимостта им с околната среда. Възможно е да се избере смазка, която да работи добре във влажна среда, при много високи или ниски температури и това да бъде доказано чрез съответни изпитания. Също толкова важно е да се знае действително ли избраната смазка е съвместима с други смазки при евентуално смесване, с техническата гума на уплътнителните елементи (подложки, пръстени и др.), с детайлите от пластмаси и полимерни композити, с боите и защитните покрития и т.н.
Поради големия брой смазочни вещества с широко разнообразие от свойства, които се произвеждат и предлагат на пазара, не съществува стандартизирана методика за изпитване на тяхната съвместимост. Най-общо две смазки се считат за несъвместими, ако тяхната смес има физически или експлоатационни свойства, които са забележимо по-лоши от тези на отделните смазки.
Несъвместимост би могла да възникне вследствие на различния химически състав на пластични смазки от различни типове (например литиева и полиуретанова). Също така и поради различни прибавки и базови масла, използвани за производството на смазки от един и същи тип. Проблемите за съвместимост на смазките се наблюдават и при допълване на обема на смазката, както и при смяна на типа или промяна на вискозитета на смазката за дадено оборудване.

Различни типове смазки да не се смесват
Преди използването на нова смазка се препоръчва старата да се отстрани напълно, чрез промиване на цялата смазочна система. Известно е, обаче, че за централизирани системи с голям обем това практически невинаги е възможно. При смяна на смазката за отделни елементи (търкалящ лагер и лагерна кутия) и механизми (предавателни кутии, редуктори) изискването е по-лесно изпълнимо. Общото правило е, че различни типове смазки не трябва да се смесват. Ако това не е възможно, нормалният срок за смяна на смазката следва да се съкрати, за да може по-бързо да се преодолее опасният период на работа със смесени смазки.
При необходимост от смесване на пластични смазки е нужно да се използват литературни и фирмени материали за съвместимостта, на първо място - на сгъстителите. Ако сгъстителите са съвместими, трябва да се определи и съвместимостта на базовите масла и на прибавките.