Что такое пластичная смазка?
Пластичная (консистентная) смазка – это высоковязкий смазочный материал, состоящий из базового масла, загущенного различными веществами, такими как мыла, органические или неорганические соединения, углеводороды и полимеры. Благодаря тиксотропным свойствам, высокой адгезии и устойчивости к внешним факторам, пластичные смазки обеспечивают длительную защиту узлов трения, предотвращая износ, коррозию и утечку смазки даже в негерметичных механизмах. Они применяются в подшипниках, редукторах, амортизаторах, цепных и винтовых передачах, а также для консервации металлических поверхностей.
Основные функции пластичных смазок
- Уменьшение трения и износа металлических поверхностей
- Обеспечение длительной смазки без необходимости частой замены
- Защита от коррозии в агрессивных средах
- Герметизация узлов для предотвращения загрязнения
- Снижение шумов и вибрации при работе механизмов
- Стабильность в условиях высоких температур и механических нагрузок
Состав пластичных смазок
Пластичные смазки состоят из трех ключевых компонентов:
Компонент | Функция | Содержание, % | Примеры |
---|---|---|---|
Базовое масло | Обеспечивает основные смазывающие свойства | 70-90% | Минеральное, синтетическое, полусинтетическое |
Загуститель | Придает смазке консистенцию, удерживает масло | 5-20% | Литиевый, кальциевый, полимочевинный, натриевый |
Присадки | Улучшают эксплуатационные характеристики | 1-10% | Противозадирные, антиокислительные, антикоррозионные |
Доля компонентов в пластичной смазке
Базовые масла в составе пластичных смазок
Базовое масло – ключевой компонент пластичной смазки, определяющий её вязкость, термоокислительную стабильность, испаряемость и устойчивость к нагрузкам. От типа базового масла зависит срок службы смазки, её работоспособность в условиях высоких нагрузок, температурных перепадов и агрессивных сред.
Какие типы базовых масел используются?
- Минеральные масла – классические базовые масла, полученные из нефти, доступные и универсальные.
- Гидрокрекинговые масла (Группа III) – высокоочищенные минеральные масла с улучшенными характеристиками, приближающимися к синтетическим.
- Синтетические масла (Группа IV, ПАО & Эстеры) – обладают высокой термостойкостью, низкой испаряемостью и стабильностью в широком диапазоне температур.
- Белые масла – очищенные минеральные масла фармацевтического качества, применяемые в медицине, пищевой и косметической промышленности.
- Растительные масла – биосмазочные материалы на основе касторового или других растительных масел, используемые в пищевой и экологически безопасной продукции.
Минеральные масла (Группы I–III по API)
Минеральные масла получают путем переработки нефти и отличаются степенью очистки. Они обладают хорошей совместимостью с загустителями и стабильными вязкостными характеристиками. Однако минеральные масла склонны к окислению, а при низких температурах могут загустевать, что ограничивает их применение в экстремальных условиях.
Классификация минеральных масел
- Группа I – классические минеральные масла, очищенные растворителями. Обладают низкой термоокислительной стабильностью, высокой испаряемостью и ограниченным температурным диапазоном.
- Группа II – глубоко гидроочищенные минеральные масла, имеют более высокую стойкость к окислению, пониженное содержание серы и лучшие низкотемпературные свойства.
- Группа III – гидрокрекинговые масла (VHVI, GTL). Это самые чистые минеральные масла, по своим характеристикам приближаются к синтетическим.
Синтетические масла (Группы IV–V по API)
Синтетические базовые масла обеспечивают превосходную термостойкость, низкую испаряемость и отличные свойства при низких температурах. Они применяются в пластичных смазках, работающих при экстремальных температурах, высоких скоростях и тяжелых нагрузках.
Классификация синтетических масел
- Группа IV – полиальфаолефины (ПАО). Характеризуются высокой термостойкостью, отличной текучестью при низких температурах и устойчивостью к окислению.
- Группа V – эстеровые масла, полиалкиленгликоли (ПАГ) и другие специализированные жидкости. Используются в условиях экстремальных температур, обладают высокой полярностью и хорошей смазывающей способностью.
Сравнение базовых масел в пластичных смазках
Параметр | Минеральные масла (Группы I–III) | Синтетические масла (Группы IV–V) |
---|---|---|
Температурный диапазон | -20°C … +120°C (Группа I), до -40°C (Группа III) | -50°C … +200°C (ПАО, эстеры), до +300°C (ПФЕ) |
Окислительная стабильность | Средняя (Группа I), высокая (Группы II–III) | Очень высокая |
Испаряемость | Высокая у Группы I, ниже у Группы III | Очень низкая |
Совместимость с загустителями | Хорошая | Может требовать специальных загустителей |
Стоимость | Низкая (Группа I), средняя (Группа III) | Высокая |
Температурный диапазон базовых масел
В современных пластичных смазках Группа I практически не используется из-за низкой стабильности и склонности к окислению. Группа II встречается в недорогих смазках общего назначения. Гидрокрекинговые масла (Группа III) широко применяются в многоцелевых смазках. Синтетические масла (ПАО, эстеры, ПФЕ) используются в экстремальных условиях — низких и высоких температурах, вакууме, агрессивных средах и высоких скоростях.
Как выбрать вязкость базового масла в пластичной смазке?
Вязкость базового масла – один из ключевых параметров пластичной смазки, определяющий ее поведение при различных температурах, нагрузках и скоростях вращения. Неправильный выбор может привести к перегреву, повышенному износу и выходу узла из строя.
Основные факторы выбора вязкости
- Температурные условия – масло должно сохранять текучесть при низких температурах и не разжижаться при высоких.
- Скоростной параметр (n × dm) – чем выше скорость вращения, тем ниже должна быть вязкость.
- Нагрузка и давление – тяжелонагруженные узлы требуют более вязких масел.
- Тип загустителя – не все загустители работают с высоковязкими или низковязкими маслами.
Зависимость вязкости базового масла от условий эксплуатации
В таблице представлены рекомендуемые диапазоны вязкости базового масла в зависимости от скоростного параметра (n × dm) и условий работы.
Скоростной параметр (n × dm) | Вязкость базового масла (мм²/с при 40°C) | Примеры применения |
---|---|---|
> 1 000 000 | 10–30 | Высокоскоростные шпиндельные подшипники, электродвигатели |
500 000 – 1 000 000 | 30–80 | Автомобильные подшипники, генераторы |
100 000 – 500 000 | 80–150 | Промышленные редукторы, подшипники станков |
< 100 000 | 150–500 | Тяжелонагруженные подшипники, металлургия |
< 50 000 | 500–1500 | Карьерная техника, горнодобывающее оборудование |
Чем выше скоростной параметр (n × dm), тем ниже должна быть вязкость базового масла в пластичной смазке. Например, для шпиндельных подшипников (n × dm > 1 000 000) оптимальны масла 10–30 мм²/с, тогда как для тяжелонагруженных узлов (< 50 000) нужны вязкости 500 мм²/с и выше. Выбор вязкости влияет на износ, рабочую температуру и долговечность смазки.
Загустители в пластичных смазках
Загуститель – это структурообразующий компонент пластичной смазки, удерживающий базовое масло и придающий консистенцию. Он определяет такие свойства, как термостойкость, водостойкость, механическая стабильность и устойчивость к вымыванию.
Какие типы загустителей используются?
- Мыльные загустители: литиевые, кальциевые, натриевые, бариевые, алюминиевые комплексы.
- Органические загустители: полимочевины, силиконовые системы.
- Неорганические загустители: бентонитовые (глина), аэрогели, силикагели.
Загустители в пластичных смазках
Загуститель – это структурообразующий компонент пластичной смазки, удерживающий базовое масло и придающий консистенцию. Он определяет такие свойства, как термостойкость, водостойкость, механическая стабильность и устойчивость к вымыванию.
Какие типы загустителей используются?
- Мыльные загустители: литиевые, кальциевые, натриевые, бариевые, алюминиевые комплексы.
- Органические загустители: полимочевины, силиконовые системы.
- Неорганические загустители: бентонитовые (глина), аэрогели, силикагели.
Свойства и применение загустителей
Загуститель | Точка каплепадения, ºC | Максимальная температура, ºC | Высокотемпературное применение | Стабильность к механическим нагрузкам | Влагостойкость |
---|---|---|---|---|---|
Кальциевый | 100 | 80 | |||
Литиевый | 160 - 200 | 125 | |||
Комплекс кальция | ≥260 | 150 | |||
Литиевый комплекс | ≥240 | 160 | |||
Алюминиевый комплекс | ≥260 | 150 | |||
Полимочевина | ≥230 | 150 | |||
Бентонит (глина) | Не определяется | 150 | |||
Натриевый | 170 - 190 | 125 | |||
ПТФЭ (Тефлон) | Не определяется | 260 |
Условные обозначения:
Выбор загустителя зависит от условий эксплуатации. Например, литиевые загустители универсальны, но имеют ограничения по температуре. Комплекс кальция и полимочевина обеспечивают отличную термостойкость, а бентонит устойчив к высоким температурам, но менее стабилен к механическим нагрузкам.
Присадки в составе смазок
Тип присадки | Функция | Примеры |
---|---|---|
Противозадирные | Защита от высоких нагрузок и сваривания поверхностей | Графит, дисульфид молибдена (MoS₂), серосодержащие соединения |
Ингибиторы ржавчины/коррозии | Предотвращение образования ржавчины и химической коррозии | Соли аминов, сульфонаты кальция, бариевые соединения |
Липкие добавки (клей/когезия) | Повышение адгезии смазки к поверхностям | Полимеры, смолы, полиизобутилен |
Нерастворимые твердые вещества | Уменьшение трения, повышение износостойкости | Молибден, медь, графит, цинковая окись |
Ингибиторы окисления | Замедление окисления масла, предотвращение загустения | Фенолы, амины, фосфатные соединения |
Анти-износные | Минимизация механического износа поверхностей | Цинк-диалкил-дитиофосфат (ZDDP), фторполимеры, органические соединения фосфора |
Краски, пигменты | Окрашивание смазки для идентификации и защиты | Минеральные пигменты, органические красители |
Классификация пластичных смазок по NLGI
Класс NLGI | Пенетрация (1/10 мм) | Консистенция |
---|---|---|
000 | 445 – 475 | Жидкая, похожа на густое масло |
00 | 400 – 430 | Полужидкая |
0 | 355 – 385 | Очень мягкая |
1 | 310 – 340 | Мягкая |
2 | 265 – 295 | Средняя (стандартная) |
3 | 220 – 250 | Плотная |
4 | 175 – 205 | Очень плотная |
5 | 130 – 160 | Жёсткая |
6 (брикетированная смазка) | 85 – 115 | Очень жёсткая, пастообразная |
Международная классификация пластичных смазок по DIN 51502
Стандарт DIN 51502 определяет систему обозначения пластичных смазок по их назначению, температурному диапазону и эксплуатационным характеристикам. Каждая смазка маркируется по следующей схеме:
Как расшифровать маркировку по DIN 51502?
Обозначение пластичных смазок по DIN 51502 имеет следующую структуру:
Пример расшифровки
Рассмотрим маркировку K PE2 K-30:
- K – Смазка для подшипников
- P – EP-присадки (экстремальные нагрузки)
- E – Масло на основе сложных эфиров
- 2 – Класс консистенции по NLGI
- K – Температурный диапазон до 120°C
- -30 – Минимальная температура эксплуатации
Области применения пластичных смазок
Код | Область применения |
---|---|
K | Смазки для подшипников качения и скольжения |
G | Смазки для закрытых редукторов |
OG | Смазки для открытых зубчатых передач |
M | Смазки для подшипников и уплотнений с менее жесткими требованиями, чем K |
Тип базового масла
Код | Тип масла |
---|---|
E | Сложные эфиры |
FK | Фторуглероды |
HC | Синтетические углеводороды |
PG | Полиалкиленгликоли |
PH | Эфиры фосфорной кислоты |
Si | Силиконовые масла |
X | Другие типы масел |
Температурные диапазоны
Код | Макс. температура эксплуатации (°C) |
---|---|
C | до 60°C |
E | до 80°C |
G | до 100°C |
K | до 120°C |
N | до 140°C |
P | до 160°C |
R | до 180°C |
S | до 200°C |
T | до 220°C |
U | свыше 220°C |