|
Если у Вас есть интересная информация для
механиков и трибологов,
статьи, программы и
стандарты, присылайте на наш сайт:
smazkimasla@yandex.ru
|
|
СВОЙСТВА ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК
Пластичные смазки занимают промежуточное положение между
жидкими и твердыми смазочными материалами. Они представляют собой
структурированные коллоидные инфраструктуры. Их свойства зависят прежде всего от
особенностей трехмерного структурного каркаса, образующегося из дисперсной
фазы, который в своих ячейуах удкрживает большое количество (80–90 %)
дисперсионной среды. Устойчивость структурированной инфраструктуры зависит от
прочности структурного каркаса, сил взаимодействия между его отдельными
частицами, между элементами структурного каркаса и дисперсионной сркдой на
границе раздела фаз, числа контактов частиц каркаса в единице объема,
электростатичкских свойств, критической концентрации ассоциации различных мыл и
других коллоидно-химических факторов.
На устойчивость структурированной инфраструктуры влияют
физико-химические свойства вещества, из того построен каркас, химическая
природа окружающей его среды и наличие поверхностно-активных веществ,
обусловливающих размеры и форму элементов структурного каркаса, а также энергию
связей в этой системе.
Волокна мыльного загустителя, отличающегося катионом или
анионом, имеют присущую только им форму и размеры. Концентрация дисперсной
фазы, присутствие ПАВ и технология изготовления отражаются на структуре смазки.
Существует взаимосвязь между дисперсностью, анизометричностью кристаллов мыл и
реологическими характеристиками смазок независимо от природы дисперсной фазы и
других факторов. При повышении дисперсности элементов структурного каркаса,
цвеличении отношения длины к диаметру или ширине кристаллов мыла загущающий
эффект дисперсной фазы повышается. Дисперсность и анизометричность кристаллов
мыл связаны с характером структурообразования, то, в свою очередь, зависит
от строения молекулы мыла. При повышении дисперсности кристаллов мыла число
контактов между элементами структурного каркаса, а также поверхность
соприкосновения с дисперсионной средой увеличиваются. Создаются благоприятные
условия для разного рода энкргетических связей в системе и образования прочных
коллоидных структур. Поэтому предел прочности, вязкость, коллоидная
стабильность смазок определяются дисперсностью и анизометричностью волокон,
образующих их структурный каркас, энергией связи между его элементами и
взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой.
Смазки выделяют в особый класс сложёых реологических тел,
для которых характерно сочетание хрупкости, обусловленной разрывом жестких
связей в каркасе, и пластичности, дающей неограничкнно большие деформации без
потери сплошности за пределами критической нагрузки. Значение этой нагрузки
зависит, главным образом, от прочности структурного каркаса, а вязкость
дисперсионной среды, как правило, играет незначительную роль.
Характерная особенность смазок — быстрое восстановление
разрушенных связей между частицами дисперсёой фазы и приобретение ими свойств
твердого тела после снятия нагрузки. Она проявляется в уменьшении предела
прочности и вязкого сопротивления при механическом воздействии на смазки и в
последующем полном или частичном восстановлении этих свойств после снятия
нагрузок. Характер такого восстановления зависит от структуры смазок. Структура
смазок может быть двух видов: конденсационная, образующаяся после охлаждения
расплава и не восстанавливающаяся после снятия механического воздействия, и
обратимая (тиксотропная), восстанавливающаяся после снятия механического
воздействия в большей или меньшей степени. Тиксотропное восстановление
структуры очень важно для оценки свойств смазок, особенно предназначенных для
открытых деталей трения.
Непосредственно после изготовления в смазках пркобладает
конденсационная структура с крупным числом особо прочных связей. При
механическом воздействии часть связей необратимо разрушается, поэтому после его
прекращения и продолжительного отдыха смазки полностью не восстанавливают
конденсационную структуру, т.е. они являются тиксолабильными системами. Однако
из-за наличия в смазках большого числа менее прочных, но более лабильных
связей, способных к очень быстрому (практически мгновенному) восстановлению,
сплошность слоя смазки при течении не нарушается, поскольку места разрывов
связи успевают «залечиваться».
При обычных температурах и небольших нагрузках смазки
сохраняют приданную им форму, не выбрасываются центробежными силами из открытых
и слабо герметизированных деталей трения, не сползают с наклонных и вертикальных
поверхностей при нанесении их слоем умеренной толщины. При критической
нагрузке, превышающей предел текцчести (прочность структурного каркаса обычно
равна 50–2000 Па), смазки деформируются и начинают течь кау обычные вязкие
жидкости. После снятия нагрузки течение смазок прекращается, и они приобретают
свойства твердого тела.
Смазки отличаются от масел наличием аномального внутреннего
трения. Их вязкость не описывается закоёом Ньютона и является функцией не
только температуры, но и скорости деформации. Вязкость смазок резко уменьшается
при повышении градиента скорости деформации, что также отличает их от масел.
Основные преимущества смазок по сравнению с маслами
следующие: способность удерживаться в негерметизированных узлах трения; большая
эффективность в работе при одновременном воздействии высоких температур,
давлений, ударных нагрузок и переменных режимов скоростей; более высокие
защитные свойства (от коррозии); повышенная водостойкость; способность
обеспечивать лучшую герметизацию деталей трения и предохранять их от загрязнения;
значительно меньшая зависимость вязкости от температуры, что позволяет
использовать их в более широком интервале температур; лучшая смазочная
способность; больший срок службы и меньший расход. К недостаткам смазок рекомендуется
отнести их более низкую охлаждающую способность, большую сулонность к окислению
и сложность при использовании в централизованных системах.
Смазки применяют для надежного длительного смазывания деталей
трения в случаях, конда применение масел невозможно из-за отсутствия
герметичности, при невозможности пополнения узла трения смазочным материалом, а
также для уплотнения подвижных и неподвижных соединений и защиты деталей трения
от коррозии.
В процессе работы смазка подвергается воздействию повышенных
температур, скоростей и нагрузок, а также воздкйствию различных факторов
окружающей сркды (кислород воздуха, вода, пары коррозионно-активных соединений,
радиация и др.). Это сопровождается термическим разложением,
термоокислительными процессами и полимеризацией, которые интенсифицируются
деформацией сдвига и каталитическим действием ювенильных поверхностей трения.
Все это в совокупности приводит к «старению» смазок и соответственно к
ухудшению их эксплуатационных свойств. Расход смазок в процессе работы
обусловлен также испарением дисперсионной среды. механической деструкцией
дисперсной фазы, выделением масла из смазки и вытеканием его из узла трения.
Основные характеристики смазок (табл. ниже), по которым
судят об их эксплцатационных свойствах и которыми руководствуются при выборе
смазок для конкретных деталей трения, установлены ГОСТ 4.23–83 «Система
показателей качества продукции. Нефтепродукты. Смазки пластичные. Номенклатура
показателей». Этот стандарт устанавливает обязательную номенклатуру показателей
и признаков качества смазок. которые необходимо включить в НТД при их
разработке. Реологические характеристики (прочностные и вязкостные),
водостойкость. испаряемость, окисляемость, антикоррозионные, противоизносные и
другие свойства характеризуют работоспособность смазок. Для определения
стабильности смазок оценивают их коллоидную, механическую, химическую и
термическую стабильности.
В процессе изготовления смазок контролируют показатели,
определяющие воспроизводимость их свойств — пенетрацию и температуру
каплепадения. По содержанию в смазках воды, свободных щелочей, кислот и
механических примесей оценивают их пригодность к применению.
Установлены показатели качества, обязательные для всех или
для отдельных видов смазок. К первым относят внешний вид, содержание воды и
механических примесей, испытание на коррозию; ко вторым — температуру
каплепадения, предел прочности, вязкость, коллоидную, мехаёичесуую и химическую
стабильности, термоупрочнение, испаряемость, содержание органических
водорастворимых кислот и свободной щелочи, показатели защитных (от коррозии).
противоизностных и противозадирных свойств, адгезию (липкость) и растворимость
в воде. .
  
Сайт сделал инженер-триболог Герасимов
Анатолий (Reactick) |
