Пластичные в классификации смазочных веществ находятся между твердыми и жидкими смазками. Они представляют из себя двухкомпонентную систему: жидкое масло (обычно до 90 %), загустители и добавки. Эти загустители, называемые металлическим мылом, имеют специфический молекулярный каркас-решетку, хорошо впитывающую и удерживающую масло.

Свое применение пластичные смазки нашли в тех узлах трения, в которых нельзя создать принудительную циркуляцию или сделать это затруднительно. Благодаря загустителям они надежно удерживаются на поверхностях пар трения и, в некоторых случаях, обеспечивают дополнительную герметизацию.

Регламентируются данные смазки по ГОСТ 23258-78 “Смазки пластичные. Наименование и обозначение”.

Состав пластичной смазки

Как было упомянуто выше, пластичная смазка состоит из трех компонентов: масло, загуститель, добавка.

Масло (дисперсионная среда) — это основа пластичной смазки, занимающее до 90 % от всей массы. Именно по свойствам дисперсионных сред классифицируют и сами пластичные смазки.

Дисперсионные среды:

• Нефтяное (минеральное) масло:
• жидкие смеси высококипящих (300 — 600 °С) углеродов (алкинафтеновых алкилароматических)
• Синтетические углеводороды: РАО, Ароматические алкилаты
• Кремнийорганические жидкости: олигоорганосилоксаны
• Сложные эфиры
• Галогенуглеродные жидкости
• Фторсилоксаны
• Перфторалкилполиэфиры
• Прочие масла

Загуститель — основной элемент, придающий свойство пластичности и малой текущести пластичной смазки. Он занимает до 20 % от массы смазки:

• металличесие мыла: литий, кальций, натрий
• комплексные мыла
• неорганические загустители: бентонитовая глина, силикагель
• синтетические загустители: полимочевина,пертетрафторэтилен

Добавки в пластичных смазках применяют для улучшения эксплуатационных свойств. Их подразделяют на три группы:

• присадки — улучшают свойства базовых масел
• наполнители — улучшают герметизирующие и антифрикционные свойства
• модификаторы структуры — формируют более эластичную структуру смазки

В общем случае используют следующие добавки:

• Графит: аллотропная модификация углерода
• Дисульфид молибдена
• Порошок свинца, меди, цинка
• Другие твердые добавки

Свойства пластичных смазок

Классификация и применение пластичных смазок

В настоящее время не существует единой классификации пластичных смазок. ГОСТ 23258-78 подразумевает их классификацию по свойствам и области применения.

Антифрикционные пластичные смазки используют для снижения износа и трения скольжения в парах трения. В рамках этой группы, разделяют на подгруппы:

Общего назначения для обычных температур:

• Солидол С ГОСТ 4336-76
• Солидол Ж (Люкс) ГОСТ 1033-79
• Пресс-Солидол С (Ж) ГОСТ 4336-76
• Смазка графитная УСсА ГОСТ 3333-80

Область применения : Узлы трения (шарниры, винтовые и цепные передачи, тихоходные шестеренчатые редукторы) с рабочей температурой до 70 °С

Общего назначения для повышенных температур:

• Азмол 1-13
• Консталин -1 ГОСТ 1957-73
• Консталин — 2 ГОСТ 1957-73

Область применения : та же, что и у смазок пластичных общего назначения, за исключением рабочей температуры — до 150 °С

Термостойкие пластичные смазки:

• Циатим 221 ГОСТ 9433-80

Область применения : Данная смазка применяется в смазке подшипников качения электромашин (до 10000 об/мин). Несмотря на нерастворимость в воде, довольно гигроскопична. Используется в диапазоне температур от — 60 до 150 °С.

Морозостойкие пластичные смазки:

• ЦИАТИМ — 201 ГОСТ 6267-74
• ЦИАТИМ — 203 ГОСТ 8773-73
• МС-70 — ГОСТ 9762-76
• ГОИ-54п ГОСТ 3276-89

Область применения : Применяются в узлах трения при рабочей температуре ниже -40 °С. Имеет очень высокую водостойкость, химическую и коллоидную стабильность, противоизносные характеристики.

Противозадирные и противоизносные пластичные смазки:

• фиол-2М
• ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79
• ВНИИНП-225 ГОСТ 19782
• ЛС-1П
• Свинцоль-01
• Свинцоль-02

Область применения : Смазки используются в тяжело нагруженных узлах трения для предотвращения схватывания сопряженных поверхностей деталей (подшипники качения при контактных напряжениях более 2500 МПа и подшипники скольжения при удельных нагрузках более 150 МПа).

Химически стойкие пластичные смазки:

• Силикагелевые (ВНИИНП-287, ВНИИНП-294, ВНИИНП-295)
• Галогенуглеродные (Смазка № 8, 10-ОКФ, Зф)
• Перфторалкилполиэфирные (СК-2-06, ВНИИНП-283, ЩИПС-02)

Область применения : Химическое производство, где возможен контакт смазок с агрессивными средами.

Приборные пластичные смазки:

• Для узлов приборов общего назначения (Циатим-201, ОКБ-122-7,ВНИИНП-223, ВНИИНП-228, ВНИИНП-257, ВНИИНП-258, ВНИИНП-260, ВНИИНП-270, ВНИИНП-271, ВНИИНП-274, ВНИИНП-286, ВНИИНП-293, ВНИИНП-299)
• Для электромеханических приборов (ОКБ-122-7 ГОСт 18179-72, ОКБ-122-7-5, ЦИАТИМ-202)
• Гироскопические (ВНИИНП-223 ГОСТ 12030-66, ВНИИНП-228 ГОСТ 12330-77, ВНИИНП-260 ГОСТ 19832-74)
• Часовые и телефонные (РС-1 ГОСТ 21532-76, ЛПИ-7)
• Оптические (ГОИ-54п, ПВК, ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-203, ЦИАТИМ-201, ОКБ-122-7, ОКБ-122-7-5, АЦ-1, АЦ-2, АЦ-3, Крон I, III, СОТ, 2 СК, 3 СК, 4 СК, МЗ-5, Орион, ВНИИНП-299)

Область применения : Применяются для приборов точных механизмов.

Редукторные (трансмиссионные) пластичные смазки:

• СТП-1,2,3
• Циатим-208 ГОСТ 16422-79

Область применения : Применяются в зубчатых и винтовых передачах всех видов.

Консервационные (защитные) смазки применяют для защиты поверхностей от коррозии при консервации станков, машин, механизмов. Применяют при температурах от — 50 до + 50 °С:

• ПВК (пушечная) ГОСТ 19537-83
• УНЗ ВТ (вазелин технический)
• ВТВ-1 (вазелин технический волокнистый)
• ВНИИСТ-2
• ПП-Э5/5 ГОСТ 4113-78
• 3/10Э ГОСТ 15975-70

Область применения : Применяют для механизмов всех видов за исключением стальных канатов и специальных случаев.

Канатные пластичные смазки используются для предотвращения коррозии и износа стальных канатов. Обладают хорошей водостойкостью, адгезией к металлу. Имеют диапазон рабочих температур от — 25 до +50 °С:

• Смазка Канатная 39У
• Торсиол-35 Б
• Торсиол 35-Э
• Торсиол-55

Область применения : Обработка стальных канатов и тросов, органических сердечников стальных канатов.

Уплотнительные пластичные смазки используются для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств:

• Р-113
• Р-402
• Р-416
• Резьбол

Область применения : Применяются в узлах, требующих точного и неподвижного сопряжения.

2. Назначение, состав и получение пластичных смазок
Пластичные смазки предназначены для применения в узлах трения, где масло не удерживается или невозможно обеспечить непрерывное пополнение его запаса.
Пластичные (консистентные) смазки - особый класс смазочных материалов, которые получают загущением смазочных масел (дисперсионная среда) твердыми веществами (дисперсионная фаза). В этой системе твердая фаза (загуститель) образует структурный каркас, который удерживает в своих ячейках жидкую дисперсионную среду. В качестве такого структурного каркаса используются жирные соли мягких металлов.

3. Но могут применяться и мыло, парафин или пигмент. Название металла, как правило, переносят на саму смазку - натриевая, кальциевая, литиевая, бариевая, магниевая, цинковая, стронциевая и т. д.
Если на долю дисперсионной среды (масло) приходится основная масса (70-95 %), то дисперсионная фаза (загуститель) составляет 5-30 %.
При заданных условиях такая смазка находится в пластичном мазеобразном состоянии. При достижении определенной температуры предела пластичная смазка плавится и расслаивается.
Пластичные смазки не стекают с наклонных и вертикальных поверхностей и удерживаются в узлах трения при действии высоких нагрузок и инерционных сил.

4. Пластичные смазки нашли широкое применение в качестве защитных, герметизирующих, антифрикционных и противоизносных материалов.
На долю дисперсной среды в пластичных смазках приходится 70-95 % массы, как правило, это минеральные масла. Для получения большего интервала рабочих температур используют такие синтетические жидкости, как силиконы и диэфиры.
Кроме дисперсионной среды и загустителя смазки могут содержать стабилизаторы и модификаторы коллоидной структуры, присадки и наполнители для придания или улучшения функциональных свойств, а также красители. Действие смазки гораздо сложнее, чем масла. Поэтому для грамотного выбора того или иного состава необходимо знать его свойства.

5.Эксплуатационные свойства пластичных смазок. Температура каплепадения
В пластичной смазке при нагревании происходит необратимый процесс разрушения кристаллического каркаса, и смазка становится текучей. Переход из пластичного состояния в жидкое условно выражают температурой каплепадения, т. е. температурой, при которой из стандартного прибора при нагревании падает первая капля смазки. Температура каплепадения смазок зависит от вида загустителя и его концентрации.

6. По температуре каплепадения смазки делят на тугоплавкие (Т), среднеплавкие (С) и низкоплавкие (Н). Тугоплавкие смазки имеют температуру каплепадения выше 100 °С; низкоплавкие - до 65 °С. Во избежание вытекания смазки из узла трения температура каплепадения должна превышать температуру рабочего узла на 15-20 °С.

7. Механические свойства
Механические свойства смазок характеризуются пределом прочности смазок при сдвиге и пенетрацией.
Предел прочности - это минимальное удельное напряжение, которое нужно приложить к смазке, чтобы изменить ее форму и сдвинуть один слой смазки относительно другого. При меньших нагрузках пластичные смазки сохраняют свою внутреннюю структуру и упруго деформируются подобно твердым телам, а при больших давлениях структура разрушается, и смазка ведет себя как вязкая жидкость.

8. Предел прочности зависит от температуры смазки - с повышением температуры он уменьшается. Этот показатель характеризует способность смазки удерживаться в узлах трения, противостоять сбросу под влиянием инерционных сил. Для рабочих температур предел прочности не должен быть ниже 300-500 Па.
Пенетрация - условный показатель механических свойств смазок, численно равный глубине погружения в них конуса стандартного прибора за 5 с. Пенетрация - показатель условный, не имеющий физического смысла, и не определяет поведение смазок в эксплуатации.

9. В то же время, так как этот показатель быстро определяется, им пользуются в производственных условиях для оценки идентичности рецептуры и соблюдения технологии изготовления смазок.
Число пенетрации характеризует густоту смазок и колеблется от 170 до 420.

10. Эффективная вязкость
Вязкость смазки при одной и той же температуре может иметь различное значение, которое зависит от скорости перемещения слоев относительно друг друга. С увеличением скорости перемещения вязкость уменьшается, так как частицы загустителя ориентируются по ходу движения и оказывают меньшее сопротивление скольжению. Увеличение концентрации и степени дисперсности загустителя приводят к увеличению вязкости смазки. Вязкость смазки зависит от вязкости дисперсной среды и технологии приготовления смазки.

11. Вязкость смазки при определенной температуре и скорости перемещения называется эффективной вязкостью и рассчитывается по формуле
η эф = τ/D
где т - напряжение сдвига; D - градиент скорости сдвига.
Показатель вязкости имеет большое практическое значение. Он определяет возможность подачи смазок и заправки в узлы трения с помощью различных заправочных устройств. Вязкость смазки определяет также расход энергии на ее перекачку при перемещении смазанных деталей.

12. Коллоидная стабильность
Коллоидная стабильность - это способность смазки сопротивляться расслаиванию.
Коллоидная стабильность зависит от структурного каркаса смазки, который характеризуется размерами, формой и прочностью связей структурных элементов. Следовательно, на коллоидную стабильность оказывает влияние вязкость дисперсной среды: чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать.
Выделение масла из смазки увеличивается с повышением температуры, увеличением давления под действием центробежных сил.

13. Сильное выделение масла недопустимо, так как смазка может ухудшить или потерять полностью свои смазочные свойства. Для оценки коллоидной стабильности используют различные приборы, способные выпрессовывать масло под действием нагрузки.
Водостойкость
Водостойкость - это способность смазки противостоять размыву водой. Растворимость смазки в воде зависит от природы загустителя. Наилучшей водостойкостью обладают парафиновые, кальциевые и литиевые смазки. Натриевые и калиевые - водорастворимые смазки.

14. Классификация, применение и обозначения пластичных смазок
Пластичные смазки подразделяются на четыре группы:
- антифрикционные - для снижения износа и трения скольжения сопрягаемых деталей;
- консервационные - для предотвращения коррозии при хранении, транспортировке и эксплуатации;
- канатные - для предотвращения коррозии и износа стальных канатов;
- уплотнительные - для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, манжет, резьбовых, разъемных и любых подвижных соединений.

15. Антифрикционные смазки являются самой многочисленной группой пластических смазок и делятся на следующие подгруппы :
С - общего назначения;
О - для повышенной температуры;
М - многоцелевые;
Ж - термостойкие (узлы трения с рабочей температурой >150 °С);
Н - низкостойкие (узлы трения с рабочей температурой <40 °С);
И - противозадирные и противоизносные;
X - химически стойкие;
П - приборные;
Т - редукторные (трансмиссионные);

16. Д - приработочные пасты;
У - узкоспециализированные (отраслевые).
Консервационные смазки обозначаются буквой «З», канатные - «К».
Уплотнительные смазки имеют три подгруппы:
А - арматурные (для манжет);
Р - резьбовые;
В - вакуумные (для уплотнений в вакуумных системах).
В зависимости от применения смазки делят на: общего назначения, многоцелевые и специализированные.

17. Смазки общего назначения
Кальциевые смазки имеют общее название - солидолы. Это самые массовые и дешевые антифрикционные смазки, относятся к среднеплавким. Кальциевые смазки выпускаются следующих марок: солидол Ж, прессолидол Ж, солидол С или прессолидол С.
Солидол С работоспособен при температуре от -20 до 65 °С. Прессолидол С - от -30 до 50 °С.
Натриевые и натриево-кальциевые смазки работают в более широком интервале температур (от -30 до 110 °С) и применяются главным образом в подшипниках качения.

18. Например, смазка автомобильная ЯНЗ-2 почти нерастворима в воде, но при длительном применении во влажной среде эмульгируется. Вытесняется универсальной смазкой Литол-24.
Универсальные смазки водостойки и работоспособны в широком интервале температур, скоростей и нагрузок. Обладают хорошими консервационными свойствами. Загустителями для них служат литиевые мыла.
Литол-24 - можно использовать в качестве единой автомобильной смазки, она работоспособна при температуре от -40 до 130 °С.

19. Фиол-1, Фиол-2, Фиол-3 - смазки аналогичны Литол-24, но более мягкие, лучше удерживаются в узлах трения.
Известные во всем мире бренды Castrol и BP теперь в ассортименте компании "Алессио-Авто". Моторные масла, тормозные жидкости, пластические смазки, охлаждающие жидкости, трансмиссионные масла, смазки, специальные продукты. Специализированные смазки
К специализированным смазкам относятся около 20 марок смазок разного качества. Они наиболее эффективно используются в качестве несменяемых и непополняемых смазок в процессе эксплуатации.

20. Графитная - применяется преимущественно в открытых узлах.
AM карданная - для карданных шарниров равных угловых скоростей (Тракта, Рцеппа, Вейса) грузовых автомобилей, склонна к вытеканию из узлов.
Шрус-4 - для шарниров равных угловых скоростей (типа Бирфильд) легковых автомобилей; работоспособна при температуре от -40 до 130 °С, водостойка, имеет высокие противозадирные и противоизносные свойства.
ШРБ-4 - для герметизированных шарниров подвесок и рулевого управления, диапазон рабочих температур от -40 до 130 °С.

21. ЛСЦ-15 - применяется в шлицевых соединениях, шарнирах и осях приводов педалей, стеклоподъемниках; обладает высокой водостойкостью, адгезией (прилипаемостью) к металлам, хорошими консервационными свойствами.
Термостойкие смазки
Предел работоспособности термостойких смазок - от 150 до 250 °С.
Униол-3М - водостоек, обладает хорошей коллоидной стабильностью и противозадирными свойствами.
ЦИАТИМ-221 - можно применять при температурах от -60 до 150 °С, химически стабильна к резине и полимерным материалам.

22. ЛСЦ-15 - применяется в шлицевых соединениях, шарнирах и осях приводов педалей, стеклоподъемниках; обладает высокой водостойкостью, адгезией (прилипаемостью) к металлам, хорошими консервационными свойствами.

23. Морозостойкие смазки
Морозостойкие смазки работоспособны во всех узлах трения в условиях Крайнего Севера и Арктики.
Зимол - морозостойкий аналог смазки Литол-24.
Лита - многоцелевая морозостойкая рабоче-консервационная смазка, водостойкая.

Пластические смазки – материалы представляющие смесь смазочного масла и твёрдого вещества загустителя для образования структурного каркаса.

По назначению можно выделить две основные функции пластических смазок: уменьшение износа и защиту деталей от коррозии.

В соответствии с классификацией по назначению предусмотрено четыре группы пластических смазок: антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. По составу смазки, в зависимости от типа загустителя делятся на углеводородные, мыльные, неорганические и органические.

По сравнению с жидкими смазочными материалами (маслами) смазки обладают рядом преимуществ, уступая им в то же время по некоторым свойствам.

Преимуществами смазок перед маслами являются:

– хорошее удержание на наклонных и вертикальных поверхностях;

– меньшее изменение вязкости в зависимости от температуры;

– лучшие показатели противоизносных и противозадирных свойств;

– лучшая защита металлических поверхностей от коррозионного воздействия внешней среды;

– высокая герметичность узлов трения, предохранение их от проникновения нежелательных продуктов;

– более надёжная и эффективная работа в жестких условиях эксплуатации при одновременном воздействии высоких температур, давлений, ударных нагрузок, переменном режиме скоростей и так далее;

– экономичность в применении благодаря более продолжительной работоспособности, меньшему расходу и меньшим затратам на обслуживание техники.

К недостаткам смазок следует отнести отсутствие отвода тепла от смазываемых деталей, более сложную систему подачи пластической смазки к узлу трения и низкую стабильность мыльных смазок к окислению.

Маркировка пластических смазок характеризует их назначение состав и свойства (Таблица 4.2).

Она состоит из пяти буквенных и цифровых индексов, расположенных в порядке, указывающем подгруппу классификации, загуститель, рекомендуемый (условный) температурный режим применения, дисперсную среду, консистенцию смазки.

Таблица 4.2. – Подгруппы пластических смазок

Буква	Назначение	Буква	Назначение
С	Общего назначения для обычных температур (солидолы)	Т	Редукторные трансмиссионные
О	Общего назначения для повышенных температур	Д	Приработочные (графитовые и другие)
М	Многоцелевые	У	Узкоспециальные (отраслевые)
Ж	Термостойкие	Б	Брикетные
Н	Морозостойкие	З	Консервационные
И	Противоизносные и противозадирные	К	Канатные
Х	Химически стойкие	А	Арматурные
П	Приборные	Р	Резьбовые
		В	Вакуумные

Рекомендуемый температурный режим применения обозначают округленно до 10°С дробью. В числителе уменьшенная в 10 раз минимальная температура без знака минус, а в знаменателе, также уменьшенная в 10 раз максимальная температура без знака плюс.

Пример: СКа 2/8 – 2:

С – смазка общего назначения;

Ка – загущена кальциевым мылолм;

2/8 – температурный режим от –20 до +80°С;

2 – пенетрация 265-295 при 25°С.

Тугоплавкие смазки и солидолы заменяют по пенетрации, температуре каплепадения и основе. Заменяющая смазка должна иметь пенетрацию не выше, а температуру каплепадения не ниже, чем у заменяемой смазки.

Рабочие жидкости

Требования к рабочим жидкостям, используемым в гидросистемах, отличаются от требований к смазочным маслам, так как они служат передатчиком энергии от двигателя к рабочим органам и одновременно должны смазывать и охлаждать движущиеся детали гидросистемы. Большие давления в гидросистеме (35 МПа) и большой перепад рабочих температур (–60°..+50°С) предъявляют определённые требования к гидравлическим жидкостям.

Рабочие жидкости для гидросистем должны:

– обладать высокими смазывающими и антикоррозионными свойствами;

– иметь высокую противопенную стойкость;

– иметь низкую температуру застывания;

– обладать достаточной вязкостью;

– обеспечивать минимальные потери (утечки при высоких температурах и минимальные потери давления при низких температурах);

– обладать совместимостью с материалами гидросистемы;

– не взаимодействовать с заменяемой жидкостью;

– быть долговечными, экономичными и недефицитными.

Рабочие жидкости в зависимости от эксплуатационных свойств делятся на группы, каждая из которых разделяется на классы по кинематической вязкости.

Таблица 4.3. – Группы гидравлических масел по эксплуатационным свойствам

Условные обозначения рабочих гидрожидкостей включает буквы и цифры:

· Первая группа знаков – МГ (минеральные гидравлические;

· Вторая группа знаков – цифры, обозначающие класс кинематической вязкости;

· Третья группа знаков обозначается буквами и указывает принадлежность к группе по эксплуатационным свойствам.

Пример обозначения: МГ – 15 – В.

Изучить самостоятельно тормозные и охлаждающие жидкости.

Лекция 5

СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО УРОВНЯ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ И БЕЗОТКАЗНОСТИ МАШИН

ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ МАШИН

Для потребителей дорожных машин, как и многих технических объектов, важнейшим показателем является сокращение суммарных затрат на их приобретение и поддержание в технически исправном состоянии. В связи, с этим приведенные затраты рассматривают совместно.

Повышение надежности не может являться самоцелью и используется для снижения суммарных затрат перераспределением составляющих между сферами производства и эксплуатации. По мере повышения надежности затраты на производство машин растут, а на ремонты и обслуживание в процессе использования снижаются. При недостаточной надежности будет обратное соотношение. На современном этапе развития техники можно изготовлять машины с любой, в том числе и самой высокой, надежностью. Однако это может привести к чрезмерно большим затратам в производстве, не соответствующим снижению затрат в эксплуатации.

Надежность в конечном итоге оценивают соотношением затрат на производство объекта и поддержание его в технически исправном состоянии. Это соотношение анализируют одновременно с суммарными затратами и с учетом других показателей, оно может рассматриваться как уровень надежности.

Для выбора оптимального уровня надежности принят критерий, удельные приведенные затраты с уд :

где С – затраты на производство (изготовление) машины и поддержание её в технически исправном состоянии;

П – производительность объекта.

В этом случае возможны два варианта:

1) Для народного хозяйства общим критерием является максимум производительности П при требуемом приемлемом уровне затрат С.

2)Или минимум затрат С при требуемой производительности П.

Поскольку строительные объемы должны быть выполнены, обеспечим производительность машин условно постоянной и будем минимизировать затраты с уд в удельном исчислении (то есть будем рассматривать второй вариант).

Уровень надежности, представляющий собой отношение затрат на приобретение и поддержание в работоспособном (исправном) состоянии, необходимо находить за определенную наработку t, так как t влияет на затраты, связанные с поддержанием надежности. Примем за наработку ресурс до капитального ремонта t p – ресурс от начала эксплуатации до первого капитального ремонта. Будем иметь в виду, что одновременно с уровнем надежности необходимо выявить ресурс t p машины, а его определяют по критерию снижения эффективности.

С учетом сделанных предпосылок преобразуем соотношение (5.1). Если рассматривать производительность П как функцию только надежности машины, то П зависит в основном от коэффициента К т. и технического использования. Поскольку по мере увеличения наработки коэффициент К т . и уменьшается, необходимо вводить резерв для обеспечения прежней производительности, что связано с затратами c npo ст (t) на приобретение (изготовление) дополнительного числа машин, компенсирующих простои.

Если принять за меру измерения максимально возможную производительность машины стоимостью С о и ресурсом t p в данных условиях, характеризуемую с позиций надежности максимальным коэффициентом технического использования К т.и max . , то затраты на компенсацию простоев

(5.2)

где К т.и .(t) – средний коэффициент за наработку t.

Удельные затраты на приобретение прямо пропорциональны стоимости машины (без остаточной стоимости при списании и стоимости шин) С о и обратно пропорциональны общей производительности или общей наработке t. Следует иметь в виду, что все показатели, влияющие на производительность, кроме t в данном случае надо принимать постоянными. Следовательно, средние удельные затраты на приобретение (изготовление)

Поддержание надежности связано со стоимостями, во-первых, устранения отказов и неисправностей, частота появления которых меняется в зависимости от общей наработки (переменные затраты), и, во-вторых, проведения регулярных работ, например, таких, как смазочные (постоянные затраты). Первые из перечисленных затрат превалируют.

Переменные затраты с п. н (t ) являются функцией наработки t и зависят от стоимости запасных частей с з. ч и материалов с м трудовых затрат на устранение отказов с тр, а также от соответствующей части косвенных расходов. Потери от простоев с прост (t) также учитывают при определении с п.н (t ).

Учитывая сделанные предпосылки, критерий можно записать в виде

(5.4)

где с пн.ср.общ (t ) – общие средние удельные затраты на устранение отказов и неисправностей и на техническое обслуживание,

где с пн.ср (t) – средние удельные затраты на устранение отказов и неисправностей;

с т.о – затраты на техническое обслуживание.

Сформулируем теперь рассматриваемый критерий в окончательном виде. За критерий оптимизации принимают минимальную сумму средних удельных затрат на изготовление (приобретение) машин и поддержание их в работоспособном состоянии, обеспечивающем постоянную, максимально возможную в данных условиях производительность.

Соотношение (5.4) описывает средние удельные затраты в сферах производства (первый член) и эксплуатации (второй член). Но экспериментально определить можно не средние, а удельные интервальные затраты на поддержание надежности в эксплуатации

С пн.ин (t)=с з.ч (t) + с тр (t) + с м (t) + с прост (t). (5.6)

Удельные интервальные затраты, описываемые уравнением (5.6), повышаются по мере увеличения наработки, что объясняется характером изменения параметра потока отказов машины, и коэффициента технической готовности как функций наработки.

Наблюдение за эксплуатацией машин позволяет выявить удельные затраты на поддержание надежности по интервалам наработки с пн.ин (t). Закономерность протекания кривой c n н. н (t) как функции общей наработки определяется аппроксимированием этих данных. Для этого используют формулу степенной функции (в тн./ч)

(5.7)

где b – угловой коэффициент, тн/ч n +1 .

На рис. 5.1 соотношение (5.7) отражено кривой 1 показывающей удельные затраты на поддержание надежности при их интервальной оценке. Однако для использования уравнений (5.4) и (5.5) необходимо определить средние удельные затраты с начала эксплуатации.

Для этого определим площадь под кривой 1 на интервале наработки от 0 до t и поделим ее на t :

(5.8)

Рис.5.1. Удельных затрат на приобретение и поддержание надежности от наработки t

Уравнение (5.8) отражено кривой 2 на рис. 5.1. Ее ординаты меньше ординат кривой 1 в 1/(п + 1) раз, что видно из сопоставления соотношений (5.7) (5.8).

Затем отразим кривой 3 средние удельные затраты на приобретение в соответствии с соотношением (5.3).

Средние суммарные удельные затраты (в тн/ч) на приобретение с пр (t) и поддержание надежности с пн.ср (t) определяются уравнением

(5.9)

и кривой 4.

Поскольку затраты с пн. (t) уменьшается, а с пн. ср (t) повышается по мере увеличения наработки t, то имеется наработка, при которой сумма этих затрат минимальна. Эта наработка и является ресурсом, отклонение от которого приводит к повышению удельных затрат.

Для определения минимальных затрат с уд. min , соответствующих оптимальному ресурсу t p , возьмем производную уравнения (5.9) и приравняем ее нулю (вторая производная положительная)

(5.10)

тысч.ч (5.11)

чем и решается задача определения ресурса по избранному критерию. Однако равенство (5.10) позволяет определить не только ресурс t p ,но и соотношение между затратами на изготовление машины и переменными затратами на поддержание надежности при наработке t = t p .

(5.12)

Правая часть равенства (5.12) отражает суммарные переменные затраты с пн (t p) на поддержание надежности за ресурс t p:

(5.13)

что позволяет использовать равенство (5.12) для нахождения n :

(5.14)

Соотношение (5.14) показывает, что при оптимальном ресурсе t p переменные затраты на поддержание надежности за ту же наработку в п раз меньше стоимости изготовления машины.

В связи с этим можно преобразовать для случая t = t p и с уд = с уд. min уравнения (5.4) и (5.5)

(5.15)

и представить графически (рис. 5.2.) как площади S o суд . min R = А и S otpR = В затраты в производстве и переменные в эксплуатации за ресурс t p .

Отношение этих площадей согласно уравнению (5.14) численно равно п. Чем больше п при прочих равных условиях, тем выше уровень надежности, и наоборот

Рис. 5.2. Затраты на приобретение и поддержание надежности машин

Как показал анализ экспериментальных данных, у моделей машин довоенного выпуска показатель п < 1, послевоенного выпуска п = 1, а текущего производства п = 1,5 с тенденцией увеличения до п = 2.

Уравнение (5.15) позволяет совместно рассматривать п и стоимость объекта С о , выявляя методом последовательного приближения минимальное значение с уд. min . То же относится и к соотношению величин с то, C 0 и с уд. min .

Изменение показателя степени п при t [уравнение (5.7)] приводит к соответствующему изменению соотношения площадей А и В отражающих затраты в производстве и эксплуатации, т. е. изменению уровня надежности. Для увеличения показателя п необходимо снизить затраты на поддержание надежности на наработке от 0 до t < t p .

Это может быть достигнуто увеличением среднего ресурса деталей, лимитирующих надежность, и снижением разброса их ресурса, а также улучшением ремонтопригодности машины, снижающей трудоемкость работ и простои.

Совершенствование показателей долговечности элементов, как правило, повышает затраты на их изготовление. В соответствии с этим увеличивается и стоимость объекта С о . Целесообразность повышения затрат на производство машин проверяют уравнением (5.15) при предварительном выявлении межремонтного ресурса по уравнению (5.11).

Затраты на техническое обслуживание с т. о [уравнение (5.15)] также следует снижать. Но при этом необходимо учитывать, что, во-первых, объем технического обслуживания влияет на скорость изнашивания и, следовательно, на ресурс t p , а во-вторых, снижение с т. о без изменения t p может повысить стоимость машины С о. Проверкой вариантов выявляют оптимальное решение по критерию минимума удельных затрат, что принципиально возможно с использованием электронно-вычислительных машин.

Методика данного расчета, как и вообще сложных инженерных расчетов, связана с применением ряда коэффициентов. Кроме того, прогнозируется эффективность технологических и конструктивных мероприятий, которые отражены в распределениях ресурсов деталей. Поэтому возникает необходимость в опытной эксплуатации и испытаниях, в процессе которых конструкция должна доводится до ранее установленных показателей.

5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖРЕМОНТНОГО РЕСУРСА. УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Межремонтный ресурс - ресурс между смежными капитальными ремонтами машин. Определяют его принципиально так же, как и ресурс до первого капитального ремонта, но с тем отличием, что стоимость машины С 0 в уравнении (5.11) принимают условно равной стоимости капитального ремонта, что оправдано отсутствием фактических данных по стоимостям машин, направляемым в капитальный ремонт. Межремонтный ресурс меньше, примерно на 20% ресурса до первого капитального ремонта.

Управление надежностью преследует цель полной реализации свойств надежности машин, заложенных при конструировании и обеспеченных производством как новых, так и капитально отремонтированных машин.

Для достижения этого необходимо при регламентированных затратах С пн (t p), определяемых по соотношению (5.13), обеспечить выполнение ресурса по значению не менее t p , рассчитанного по соотношению (5.11). Это требует минимизировать скорость изнашивания деталей и сборочных единиц, что уменьшает удельные затраты на устранение отказов и неисправностей, а следовательно, при одних и тех же суммарных затратах на устранение отказов можно обеспечить больший ресурс t p .

Рис. 5.3. Области допустимых состояний машины

На рис. 5.3 кривые 1 и 4 и ресурс t p отражают результаты подконтрольной эксплуатации и расчетов по аналогии с рис. 5.1. Рассмотрим рис. 5.3 с позиций управления. Под кривой 1 находится пространство (плоскость) возможных состояний управляемой системы – надежности машины, а область допустимых состояний – заштрихованная площадь соответствует затратам С пн (t p).

Основная задача управления заключается в таком воздействии на управляемую систему, чтобы отражающая ее точка не находилась выше кривой 1 , т. е. не занимала положение, показанное кривой 1" , так как в этом случае регламентированные затраты С пн (t p ) будут исчерпаны за ресурс t" p и t" p < t р (заштрихованные площади равны), а суммарные удельные затраты с" уд. min > с уд. min

Последующая задача управления заключается в минимизации ординат отражающей точки. В результате получим кривую 1" и t" p , при этом t" p > t p и c" y д min < с уд min , a площадь под кривой 1", ограниченная абсциссой t" p , вновь будет численно равна С пн (t р ). Для решения этой задачи требуется минимизировать угловой коэффициент b в соотношении (5.7). При этом имеется в виду, что уровень надежности п = const.

Для решения рассмотренных задач необходима информация о состоянии управляемой системы.

В интересах точности желательно располагать систематической информацией о расходе средств на каждую машину по всем составляющим уравнения (5.6). Это практически сложно или даже невозможно.

В реальных условиях эксплуатации в достаточно полной мере учету поддаются лишь затраты на запасные части. Точность и достоверность информации здесь обеспечиваются бухгалтерским учетом. Но именно запасные части, как правило, лимитируют техническое состояние машин. Существует тесная связь (коэффициент корреляции r>= 0,7 ) между затратами на запасные части и поочередно трудовыми затратами А, затратами на материалы В и компенсацию простоев С. Поэтому критерием, характеризующим нормальное использование ресурса, можно считать расход запасных частей как функцию наработки.

Поэтому для управления процессом использования ресурса следует рассчитывать суммарные стоимости С з.ч (t р ) за ресурс и удельные расходы запасных частей с з.ч (t р) по интервалам наработки и рассматривать их в качестве норматива. С учетом сделанных предпосылок преобразуем уравнение (5.6)

с пн. ин (t) = C з. ч + C тр + C м + C прост = C з. ч (1 + A +B + C), (5.16)

затем уравнение (5.12)

(5.17)

и, на конец, уравнение (5.7)

(5.18)

Затем фактические расходы, информация о которых должна быть систематической (например, ежеквартальной), необходимо сопоставить с расчетными нормативными данными по интервалам наработки. Если фактические расходы не превышают нормативных, то процесс эксплуатации данной машины протекает нормально. В противном случае необходимо выявить причину перерасхода (неквалифицированное управление, низкое качество технического обслуживания, применение топлив, масел и смазок, не соответствующих конструкции машины и т. п.) и принять соответствующие меры.

Таким образом, метод управления надежностью машин в эксплуатации сводится к следующему.

1. Устанавливают норму расхода запасных частей (в денежном выражении) по моделям машин и соответствующий ей ресурс. Эта норма является основной, при достижении суммарного нормативного расхода машину направляют в капитальный ремонт или списывают. Ресурс дает возможность судить, правильно ли эксплуатируется машина.

2. Нормы расхода запасных частей устанавливают по интервалам ресурса. Это позволяет обеспечить систематический контроль за техническим состоянием машины, использованием ее ресурса, выявить факты неправильной эксплуатации и своевременного принятия, соответствующих мер

3. Фактический расход запасных частей сопоставляют с нормативным расчетным.

Лекция 6

6. Система планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта техники

6.1. Основные понятия и определения системы ППР

Для поддержания машин в исправном и работоспособном состоянии при их эксплуатации используется система планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта техники (система ППР и ТО). Система ППР и ТО основана на непрерывном контроле состояния машин, профилактическом характере основных мероприятий и на жестком планировании их по времени выполнения и по объему работ.

Система называется плановой потому, что все её мероприятия осуществляются по заранее разработанному плану, и предупредительной потому, что мероприятия носят предупредительный характер (восстановление работоспособности машины или её узлов не дожидаясь их выхода из строя).

Система ППР – это совокупность взаимосвязанных технических средств, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества машин. Система ППР представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности и исправности машин в течении всего срока их службы при соблюдении заданных условий и режимов эксплуатации.

Система ППР построена на периодичности чередования технических обслуживаний и ремонтов, виды которых, а также периодичность и состав работ установлены заводом изготовителем в эксплуатационной и ремонтной документации для каждой машины

В системе ППР и ТО используются следующие основные понятия и определения .

Межремонтный цикл – время работы машины в часах от начала эксплуатации до первого капитального ремонта или между двумя очередными капитальными ремонтами.

Периодичность ремонтов и ТО – время работы машины в часах между 2-мя очередными одноименными ремонтами или ТО.

Техническое обслуживание – комплекс работ для поддержания исправности или работоспособности машины (объекта) при подготовке и использовании по назначению, при хранении и транспортировке. Комплекс работ должен быть минимальным, но достаточным для решения задач ТО.

Задачами ТО являются:

1) снижение скорости изнашивания;

2) обеспечение требуемого уровня вероятности, безотказной работы в периоды между обслуживаньями;

3) эффективное использование топлива, шин и других эксплуатационных материалов с позиций исправности машин.

Структура межремонтного цикла – количество, периодичность и наименование ремонтов и ТО за межремонтный цикл.

Рис. 6.1. График структуры ремонтного цикла одноковшового экскаватора: периодичности ТО-1, ТО-2, ТО-3 и Т, и К соответственно – 60, 240, 960 и 5760 м.ч.

Пластичные смазки – это смазки предназначенные для уменьшения трения в узлах качения и скольжения (подшипниках, шарнирах, ступицах колес и т.д.), работающих в значительном диапазоне температур.

Для получения автомобильных пластичных смазок используют главным образом обычное нефтяное мало- и средневязкое масло типа веретенного, машинного и т.д., которое загущают. В качестве загустителя служит кальциевое, натриевое или литиевое мыло. Для улучшения консервационных, противоизносных свойств, химической стабильности, термостойкости в смазки вводят различные присадки, наполнители и стабилизаторы в количестве 0,001…5%.

Основными физико-химическими свойствами пластичных смазок, определяющими их эксплуатационные качества, являются: вязкость (пенетрация), предел прочности, температура каплепадения, водостойкость, коллоидная и механическая стабильность.

Пластичные смазки делятся на четыре группы:

• антифрикционные смазки
• консервационные смазки
• канатные смазки
• уплотнительные смазки

Антифрикционные смазки используются для снижения износа и трения скольжения сопряженных деталей.

Консервационные смазки используют для предотвращения коррозии металлических изделий и механизмов при хранении, транспортировании и эксплуатации. Они обозначаются индексом «З». Консервационные смазки применяют для металлических изделий и механизмов всех видов, за исключением случаев требующих использования консервационных масел или твердых покрытий.

Канатные смазки применяют для предотвращения износа и коррозии стальных канатов и тросов. Их обозначают индексом «К».

Уплотнительные смазки используют для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств, резьбовых соединений и любых подвижных соединений, в том числе вакуумных систем. Уплотнительные смазки делятся на три подгруппы:

• арматурные (индекс «А»)
• резьбовые («Р»)
• вакуумные («В»)

Обозначение пластичной смазки кратко характеризует ее назначение, состав и свойства.

Обозначение состоит из пяти буквенных и цифровых индексов, указывающих: группу (подгруппу) в соответствии с назначением смазки; загуститель; рекомендуемый температурный интервал применения; дисперсионную среду; консистенцию смазки.

Приведем примеры обозначения пластичных смазок:

• СКа2/8-2: С – смазка общего назначения для обычных температур (солидол); Ка – загущена кальциевым мылом; 2/8 – предназначена для применения при температурах – 20…+80 °С (вязкость смазки при –20 ºС близка к 2000 Па·с); отсутствие индекса дисперсионной среды – приготовлена на нефтяном масле; 2 –пенетрация 265…295 при 25 °С;
• МЛи 3/13-3: М – многоцелевая; Ли – загущена литиевым мылом; 3/13 – предназначена для применения при температурах –30…+130 °С; отсутствие индекса дисперсионной среды свидетельствует о том, что смазка приготовлена на нефтяном масле; 3 – пенетрация 220…250 при 25 °С.

Для легковых автомобилей применяют следующие основные пластичные смазки:

• «Литол-24» – для подшипников ступиц колес, водяного насоса, промежуточной опоры карданных валов, подшипниковых узлов, не подверженных влиянию воды, подшипников редуктора заднего моста
• ЦИАТИМ-201 – для втулок валика прерывателя-распределителя, подшипников генератора, гибкого вала спидометра, замков и петель дверей и др.
• смазка № 158 – для игольчатых подшипников при сборке карданных шарниров, не имеющих пресс-масленок, приборов электрооборудования и закрытых подшипников
• УСсА – для листов рессор, троса привода тормозных механизмов в оболочке, буксирного троса
• ВТВ-1 – для наконечников проводов и полюсных выводов , торсионов крышки багажника, упора капота, ограничителя открывания дверей, шарниров и пружин крышки топливного бака. В аэрозольной упаковке ВТВ-1 применяют также для смазывания замочных скважин дверей и крышки багажника
• «Фиол-1» (литиевая) – для шлицевого соединения фланца переднего карданного вала, троса управления салазок перемещения сидений
• ШРБ-4 – для шаровых пальцев передней подвески и шарниров рулевых тяг
• ШРУС-4 – для шарниров равных угловых скоростей ведущих колес

Пластичные смазки , используются повсеместно. Они обслуживают промышленные станки и конвейеры, сельскохозяйственную технику и городской электротранспорт, подшипниковые узлы, работающие на предельных скоростях и при высоких температурах. Подобные условия эксплуатации диктуют особое внимание к качеству продукта, соответствию всех его характеристик ГОСТу и условиям использования. Пластические смазки позволяют экономить на смазочном материале и успешно применяются как закладные и консервационные, обеспечивая герметичную защиту узла. Свойства смазки определяют компоненты, которые входят в её состав: масло, загуститель, добавочные модифицирующие присадки.

Одним из важнейших условий работы подшипника является правильная его смазка. Недостаточное количество смазочного материала или неправильно выбранный смазочный материал неизбежно приводит к преждевременному износу подшипника и сокращению срока его службы.

Пластичная смазка определяет долговечность подшипника не в меньшей мере, чем материал его деталей. Особенно возросла роль смазки с повышением напряженности работы узлов трения: с повышением частот вращения, нагрузок и в первую очередь температуры (наиболее значительного фактора, обусловливающего долговечность смазочного материала в подшипнике).

Пластичная смазка в подшипниковых узлах выполняет следующие основные функции:

• образует между рабочими поверхностями необходимую упруго гидродинамическую масляную пленку, которая одновременно смягчает удары тел качения о кольца и сепаратор, увеличивая этим долговечность подшипника и снижая шум при его работе;
• уменьшает трение скольжения между поверхностями качения, возникающее вследствие их упругой деформации под действием нагрузки при работе подшипника;
• уменьшает трение скольжения, возникающее между телами качения, сепаратором и кольцами;
• служит в качестве охлаждающей среды;
• способствует равномерному распределению тепла, образующегося при работе подшипника, по всему подшипнику и предотвращает этим развитие высокой температуры внутри подшипника;
• защищает подшипник от коррозии;
• препятствует проникновению в подшипник загрязнений из окружающей среды.

Смазывание подшипника пластичной смазкой

Смазывание подшипников качения в основном выполняется с помощью пластичных смазочных материалов (пластичных смазок) и жидких масел.

Главными критериями выбора вида смазочного материала являются рабочие условия подшипников качения, а именно:

скорость вращения,

колебания,

влияние окружающей среды (температура, влажность, агрессивность и др.).

Жидкие масла являются, несомненно, наиболее предпочтительными для смазывания подшипников. Во всех случаях, где это возможно, следует применять именно их. Существенным преимуществом жидких масел по сравнению с пластичной смазкой является улучшенный отвод тепла и частиц изношенного материала от узлов трения, а также отличная проникающая способность и отличное смазывание. Однако по сравнению с пластичной смазкой недостатками жидких масел являются конструкционные расходы, необходимые для того, чтобы удержать их в подшипниковом узле, а также опасность их утечки. Поэтому на практике по возможности стараются применять пластичные смазочные материалы. Основное преимущество пластичной смазки перед жидким маслом заключается в том, что она более длительное время работает в узлах трения и снижает, таким образом, конструкционные расходы. Более 90% всех подшипников качения смазываются именно пластичной смазкой .

Пластичные смазки - это мазеобразные продукты, чьи состав и свойства разработаны для снижения трения и износа при превышении широчайшего предела температур и периода времени. Смазки бывают твердыми, полужидкими или мягкими, состоящими из:

• загустителей,
• смазочной жидкости, выступающей в качестве базового масла,
• добавок (присадок).

Рисунок 1.1 - Микроструктура пластичной смазки

Масло, присутствующее в смазочном материале, называется его базовым маслом. Пропорции базового масла могут изменяться в зависимости от типа и количества сгустителя и возможного применения смазки. Для большинства смазок, содержание базового масла колеблется от 85% до 97%.

В качестве базовых масел используют:

• минеральные масла,
• синтетические масла, в том числе сложноэфирные синтетические и силиконовые масла;
• на растительных маслах;
• на смеси вышеперечисленных масел (в основном минеральных и синтетических).

Наиболее широкого применяются пластичные смазки на основе минерального масла и металлических мыл, металлических комплексных мыл, неорганических и органических загустителей. Они пригодны для работы при температуре до 150 ºС.

Синтетические смазки превосходят минеральные по ряду качеств, таких как неокисляемость, низко- и высокотемпературные характеристики, устойчивость по отношению к жидким и газообразным реагентам. Специальное синтетическое базовое масло и загуститель играют немаловажную роль в определении вышеуказанных свойств.

Сложноэфирное синтетическое масло - это сочетание кислоты, спирта и воды в качестве субпродукта. Сложные эфиры высоких спиртов с двухосновными жирными кислотами формируют сложноэфирные масла, используемые в качестве синтетических смазочных масел и базовых масел. Такие пластичные смазки обычно используются для низких температур и высоких скоростей.

Различные виды силиконового базового масла имеют в своем составе метил силикона, фенил метил силикона, хлорофенилметил силикона и т.д. В дополнение к обычным металлическим и комплексным мылам, синтетические органические загустители имеют важное значение для производства силиконовых смазок. Они позволяют полнее использовать хорошие высокотемпературные характеристики силиконовых масел. Силиконовые смазки также имеют очень хорошие низкотемпературные параметры. Недостатком является малая нагружаемость смазочной пленки силиконовой смазки. Они непригодны для трения скольжения металла по металлу, так как может появиться значительный износ или рифление.

В последнее время получили распространение пластичные смазки на основе перфторированного полиэфирного масла (PFPE) , обладающего исключительной термической стабильностью и нетоксичностью, способностью работать в условиях глубокого вакуума и нейтральностью к широкому спектру химических веществ. Смазки с использованием PFPE разрабатываются специально для эксплуатации в условиях:

• высоких температур - до 300 ºС;
• глубокого вакуума - остаточное давление до 10 -10 Па и менее;
• агрессивных сред;
• возможного контакта с пищевыми продуктами;
• контакта с различными полимерами.

Растительные масла в качестве базовых масел пластичных смазок применяются крайне редко. В основном, когда требуются применение возобновляемых ресурсов и возможность биологического распада. Масло из семян рапса — очень экономически эффективное натуральное эфирное базовое масло. Узкий температурный диапазон ограничивает возможности использования. Подсолнечное масло имеет более широкий температурный диапазон. Однако более высокая цена ограничивает экономические возможности использования.

Для снижения себестоимости в ряде случаев смешиваются дешевые и дорогие виды или сорта базовых масел. Однако при этом эксплуатационные свойства пластичных смазок, основанные на смешанных маслах, могут ухудшиться.

Загустители делятся на мыльные и немыльные , и сами по себе придают смазке определенные свойства. Мыльные смазки могут быть разделены на простые и сложные (комплексные) мыльные смазки, каждая из которых определяется названием катиона, на котором основано мыло (т.е. литиевые, натриевые, кальциевые, бариевые или алюминиевые мыльные смазки).

Смазочные вещества, изготовленные из алюминиевых мыл и минеральных масел, характеризуются прозрачностью, хорошим сцеплением и хорошей устойчивостью к воде. Они были очень важны в 1940-х годах, но в настоящее время их место занято другими смазками, например литиевыми. Это связано с тем, что смазки с алюминиевым мылом более устойчивы к сдвигу, имеют относительно низкую точку каплепадения (около 110 0 С), и они могут превращаться в гель. Максимальные температуры колеблются в пределах от 60 0 С до 100 0 С.

Рисунок 1.2 - Структура пластичной смазки на основе комплексного алюминиевого мыла и минерального базового масла

Смазочные материалы, производящиеся из комплексных алюминиевых мыл и минеральных или синтетических базовых масел имеют высокую температурную стабильность, хорошую водостойкость; расчетные температуры находятся в пределах до 140 º C, точка каплепадения в некоторых случаях может превышать 250 º C.

Смазки, производимые из бариевого или комплексного бариевого мыл с минеральными или синтетическими базовыми маслами имеют хорошую водостойкость, высокую нагружаемость и высокую устойчивость к сдвигам. Точка каплепадения для смазки на основе бариевого мыла составляет около 150 º C, точка каплепадения для смазок на комплексного бариевого мыла может превышать 220 º C в некоторых случая (в зависимости от их консистенции). За последние три десятилетия смазочные материалы на основе комплексного бариевого мыл хорошо зарекомендовали себя во всех областях промышленности. Промышленное производство смазок на основе комплексного бариевого мыла достаточно сложно.

Смазочные материалы основаны на минеральных или синтетических маслах со сгустителями в виде металлических мыл кальция точка каплепадения смазки на основе кальциевого мыла составляет менее 130 º C. Сегодня Са-12-гидроксистеарат используется почти для всех простых кальциевых смазок. Эти смазки разрушаются, если термически перегружены, т.к. вода в загустителе испаряется.

В применимых диапазонах температур приблизительно до 70 º C, смазки на основе кальциевых мыл становятся водоотталкивающими и полностью водостойкими. Соответственно, концентрация загустителя остается высокой. Если происходит перегрев, то образуется большое количество золы. Смазки на основе кальциевого мыла имеют ограничения только при использовании для роликоподшипников, но эти смазки используются в качестве герметичной смазки для предотвращения попадания воды. Современные смазки на основе комплексного кальциевого безводного мыла имеют диапазон температур, превышающий 120/130 º C, а также точку каплепадения свыше 220 º C. Они имеют хорошую водостойкость в указанном диапазоне температур.

Смазки на основе минеральных или синтетических масел, загущенные литиевым мылом (рисунки 1-2), отвечают современным стандартам высокого качества, широкого применения и относятся к универсальным смазкам. Сегодня Li-12-гидростеарат используется практически во всех простых литиевых смазках. Они водонепроницаемы, имеют высокую точку каплепадения (около 180 º C), и имеют хорошие и очень хорошие высокотемпературные характеристики, зависящие от базового масла и его вязкости. Смазки на основе комплексных литиевых мыл характеризуются высокой термической стойкостью с точкой каплепадения, превышающей 220 º C, а также высокой стойкостью к окислению.

Смазочные материалы, изготовленные с применением натриевых или комплексных натриевых мыл и минеральных масел, имеют хорошие адгезионные свойства. Вместе с водой они превращаются в эмульсию, и таким образом, совершенно теряют водостойкость. Малое количество воды поглощается без этого вредного воздействия, но если будет большее количество воды, то смазка превратиться в жидкость и у нее появиться способность к вытеканию. Натриевые смазки имеют относительно малые низкотемпературные характеристики, с диапазоном расчетных температур от -20 до 100 º C. Смазки на основе комплексного натриевого мыла имеют лучшую стойкость к высоким температурам (до 160 º C), и водостойкость в пределах до 50 º C. Смазки на основе комплексных натриевых мыл, содержащие минеральные или синтетические масла, считаются хорошими смазками для высокотемпературных и длительных применений.

Гелевая смазка содержит неорганический загуститель, т.е. бентонит или силикагель. Этот загуститель состоит из очень тонко распределенных твердых частиц. Пористая поверхность этих частиц имеет свойство поглощать масла. Гелевые смазки не имеют четко определенной точки каплепадения или точки плавления. Они применяются в широком диапазоне температур, водостойкие, но сопротивляемость коррозии часто относительно слабая, что подходит для использования при высоких скоростях и больших нагрузках.

Полимочевины - это синтетические органические загустители для смазочных материалов. Их точки каплепадения и точки плавления в зависимости от их консистенции превышают 220 0 С. Они обладают превосходной водостойкостью и хорошей смазочной способностью для металлопластиковых пар трущихся деталей и для эластомеров в зависимости от типа базового масла и вязкости. Полиуретановые смазки (таблица 3.10) на основе отдельных видов минеральных или синтетических масел являются хорошими смазками, используемыми длительное время и при высоких температурах.

Использование пластиков как синтетических органических загустителей привело к новым разработкам в области смазочных материалов. PTFE (тефлон) - один из самых термоустойчивых загустителей для высокотемпературных смазок и смазок длительного использования, базовыми маслами которых являются высококачественные масла, такие как перфторалкиловое сложноэфирное синтетическое масло. Смазки, загущенные PTFE, не имеют определенных точек каплепаденияи точек плавления. Из-за своей сравнительно низкой точки плавления, PE (полиэтилен) достаточно редко используется в качестве загустителя.

Присадки препятствуют износу и коррозии, обеспечивают дополнительный эффект снижения трения, улучшают сцепление смазки и предотвращают повреждения при пограничном и смешанном процессе трения. Таким образом, присадки улучшают качество, технические характеристики и, особенно, области применения смазки.

В качестве стандартных смазочных материалов для закрытых подшипников используются пластичные смазки на основе литиевого загустителя и минерального масла с консистенцией NLGI 2 или 3, обеспечивающие работу в диапазоне температур -20 ... 100 ºС. В случае эксплуатации в особых условиях применяются специализированные пластичные смазки. Ниже приведены характеристики и основное назначение пластичных смазок применяемых в некоторых видах подшипников российского производства и ряда зарубежных производителей.

Для нормальной работы подшипников достаточно небольшого количества смазочного материала. Переполнение подшипникового узла смазкой приводит не только к большим механическим потерям, но и к ухудшению ее свойств из-за повышенной температуры и непрерывного перемешивания всей массы смазок - последняя размягчается и может вытекать из подшипникового узла. Правильное количество смазки для подшипников качения зависит от конфигурации подшипника, скорости, дополнительной направляющей поверхности и уплотнений. Общих правил использования не существует из-за разницы направляющей поверхности подшипников качения и конфигурации.

Для смазывания подшипников выпускается большое разнообразие пластичных смазок . Некоторые из них, в зависимости от области применения.

Информация частично взята с сайта http://www.snr.com.ru/e/lubrications_1_2.htm

Область применения пластичных смазок:

• Смазки общего назначения

Смазки пластичные общего назначения применяются во всех областях машиностроения, металлургии, транспорта, сельского хозяйства. Работают в узлах трения при температуре до +70 о С.

Графитная смазка

Солидол Ж

Солидол С

Смазки пластичные для повышенных температур применяются в энергетике, металлургии, химической и пищевой промышленности. Работоспособны при температуре до +110 о С.

Консталин

Смазка 1-13

• Многоцелевые смазки

Многоцелевые пластичные смазки для узлов трения машин и механизмов различных отраслей промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Работоспособны при температуре от -30 о С до +130 о С в условиях повышенной влажности.

Фиол-1, Фиол-2

Литол-24

Лимол

• Термостойкие смазки

Смазки для узлов трения, работающих при температурах свыше +150 о С.

ВНИИНП-246

ВНИИНП-231

ВНИИНП-219

ВНИИНП-210

ВНИИНП-207

Циатим-221

Смазка Графитол

• Низкотемпературные смазки

Пластичные смазки для применения в узлах трения при температурах ниже -40 о С.

Лита

смазка ГОИ-54п

Циатим-203

Зимол

• Химически стойкие смазки

Смазки, стойкие к воздействию агрессивных химических сред.

ВНИИНП-294

ВНИИНП-283

ВНИИНП-282

Циатим-205

• Приборные смазки

Приборные смазки для узлов трения приборов и точных механизмов, работающих при невысоких нагрузках.

Смазка ОКБ-122-7

Циатим-201

• Автомобильные смазки

Смазки пластичные для применения в узлах автомобилей.

Смазка №158

Шрус-4

• Железнодорожные смазки

Смазки пластичные, разработанные для железнодорожного транспорта.

ЖТ-79Л, ЖТ-72

ЛЗ ЦНИИ

СТП-з, СТП-л

• Металлургические смазки

Металлургические смазки созданы специально для применения в металлургии.

Смазка ЛС-1П

• Смазки индустриальные

Узкоспециализированные смазки для различных отраслей промышленности.

• Смазки электроконтактные

Смазки токопроводящие для электрических контактов.

УВС Суперконт

УВС Экстраконт

УВС Примаконт

ЭПС-98

• Смазки консервационные

Пластичные смазки, предназначенные для защиты от коррозии.

Смазка консервационная пушечная ПВК

• Смазки канатные

Канатные смазки и пропиточные составы.

Торсиол-35, Торсиол-55

Канатная БОЗ

• Смазки резьбоуплотнительные (резьбовые)

Смазки для уплотнения резьбовых соединений

Арматол-60

Арматол-238

Резьбол Б

Компания Центр-Ойл производит пластичные смазки.