Смазки: терминология и выбор

Загуститель (мыло)
Загуститель (мыло) - это компонент, который удерживает масло и/или присадки вместе, обеспечивая тем самым рабочие свойства пластичной смазки. Загуститель производится на основе мыла либо других веществ. От типа загустителя зависят свойства смазки.
В качестве загустителей используются литиевые, кальциевые, натриевые, бариевые или алюминиевые мыла. Кроме того, используются органические или неорганические вещества - полимочевина, силикагель и глина бентонит.

Диаграмма совместимости загустителей

Примечание: высококачественная, высокотемпературная пластичная смазка SKF LGHP 2 не является обычной смазкой на основе полимочевины. Это пластичная смазка на основе димочевины, которая имеет положительные результаты испытаний на совместимость с литиевыми и литиевыми комплексными смазками.

Базовое масло
Базовое масло - это масло, которое входит в состав пластичной смазки и обеспечивает смазывание в рабочих условиях. Наиболее часто в качестве базового применяется минеральное масло.
Синтетические масла применяются только для очень специфических условий работы, например, для работы при очень низких или очень высоких температурах. Базовое масло обычно составляет более 70% от общего объема пластичной смазки.

Диаграмма совместимости базовых масел

Вязкость базового масла
Вязкость базового масла - это сопротивление сдвигу слоев жидкости, обычно характеризующееся кинематической вязкостью, которая определяется как время, необходимое для вытекания определенного объема жидкости через стандартное отверстие при заданной температуре. Кинематическая вязкость смазочных масел обычно определяется при +40 °C (иногда при +100 °C) и измеряется в 1мм²/с=сСт (Сантистокс).

Присадки
Присадки необходимы для придания пластичной смазке определенных свойств (например, противоизносных, антикоррозийных, антифрикционных и противозадирных), предотвращающих повреждения подшипников при граничном и смешанном смазывании

Консистенция/пенетрация
Мера “густоты” пластичной смазки.
Консистенцию пластичной смазки классифицируют согласно классам NLGI (Национальный Институт Пластичных Смазок США). Консистенция определяется пенетрацией (глубиной погружения) стандартного конуса в исследуемую смазку при температуре +25 °C за пять секунд. Пенетрация измеряется по шкале с шагом 0,1 мм; более “мягкие” смазки имеют большую величину пенетрации. Данный метод регламентирован стандартами DIN ISO 2137.

Система классификации DIN 51825
Пластичные смазки подшипников качения могут быть классифицированы в соответствии с DIN 51825.
Объяснения по коду KP2G-20 даны в приведенных далее таблицах.

Температура каплепадения
Температура каплепадения - это температура, при которой пластичная смазка начинает свободно стекать с образованием капель, измеряется по стандарту DIN ISO 2176. Температура каплепадения не является допустимой рабочей температурой пластичной смазки.
 
Механическая стабильность
Консистенция смазки подшипников качения не должна значительно меняться в процессе работы. Для оценки механической стабильности пластичной смазки в зависимости от условий работы применяется описанный ниже тест.
 
Продолжительная пенетрация
Образец пластичной смазки помещается в пенетрометр, после чего осуществляется 100 000 погружений конуса. Затем
измеряется пенетрация пластичной смазки. Изменение пенетрации пластичной смазки после 60 погружений и после 100 000 погружений измеряется в 10-1 мм.
 
Стабильность при перекатывании
Консистенция пластичных смазок при качении не должна изменяться в течении всего срока службы подшипников. Оценку стабильности консистенции при перекатывании проводят, помещая заданное количество смазки в цилиндрический сосуд, внутрь которого помещают ролик, соприкасающийся со стенкой сосуда. Цилиндр с роликом вращается в течение 2 часов при комнатной температуре. Данный метод регламентирован стандартом ASTM D 1403. В SKF модифицировали эту методику, изменяя условия испытаний в соответствии с условиями эксплуатации и увеличивая время испытания до 72 или 100 часов при 80 или 100°C. После окончания испытаний пластичная смазка охлаждается до комнатной температуры, затем оценивается ее пенетрация. Изменение пенетрации до и после испытаний измеряется в 10-1 мм.

Испытания на машине SKF V2F
Пластичная смазка испытывается на механическую стабильность следующим образом:
Испытательная машина состоит из железнодорожной буксы, подверженной ударной нагрузке от падающего груза. Частота падения - 1 Гц, ускорение - 12-15 g. Испытания проводятся на двух частотах вращения - 500 и 1000 об/мин. Пластичная смазка вытекает из буксы через лабиринтные уплотнения и собирается в специальном лотке. Если после 72 часов испытаний при 500 об/мин вытекло менее 50 грамм смазки, проводятся следующие 72 часа испытаний при 1000 об/мин. Если за время двойного испытания (72 часа при 500 об/мин и 72 часа при 1000 об/мин) вытекло не более 150 г пластичной смазки - выставляется оценка “М”. Если смазка выдержала первую часть испытаний (72 часа при 500 об/мин), но не выдержала вторую часть - выставляется оценка “m”. Если утечка составила более 50 грамм после 72 часов при 500 об/мин - выставляется оценка “неудовлетворительно”.
 
Защита от коррозии
Пластичные смазки должны обеспечивать защиту металлических поверхностей от коррозии. Антикоррозийные свойства пластичных смазок определяются методом SKF Emcor, регламентированным стандартом ISO 11007. При данном методе испытуемая смазка смешивается с дистилированной водой и помещается в подшипниковый узел. Подшипник вращается в соответствии с циклом, чередующим остановки с вращением с частотой 80 об/мин.
По окончании цикла испытания степень коррозии оценивается визуально по шкале от 0 (коррозии нет) до 5 (очень сильная коррозия). Метод испытаний в условиях повышенной сложности предполагает использование соленой воды.
Дополнительное испытание - это тест SKF на вымывание смазки дистилированной водой в течении цикла вращения подшипника. Процедура в этом случае не отличается от стандартной, однако условия испытаний более тяжелые, что предъявляет более высокие требования к антикоррозийным свойствам пластичной смазки.
 
Коррозия меди
Пластичные смазки должны защищать от коррозии детали из медных сплавов, применяемые в подшипниках. Защитные свойства пластичных смазок по отношению к меди оцениваются с помощью стандартных методов по DIN 51811. Медная полоска погружается в пластичную смазку и вместе с ней помещается в печь. Затем полоса очищается и оценивается состояние ее поверхности. Результаты испытаний оцениваются соответствующими баллами.

Водостойкость
Водостойкость пластичных смазок измеряется согласно стандарту DIN 51 807 часть 1. Исследуемая смазка наносится на стеклянную пластину, помещаемую в пробирку наполненную дистилированной водой. Пробирка ставится в водяную баню с заданной температурой на три часа. Изменение вида смазки оценивается визуально по шкале от 0 (изменений нет) до 3 (сильные изменения) при заданной температуре.

Маслоотделение
Базовое масло пластичных смазок имеет склонность к отделению от мыльной основы при длительном хранении либо при повышении температуры. Степень маслоотделения зависит от типа загустителя, типа базового масла и метода изготовления смазки. При испытаниях определенное количество пластичной смазки помещается в специальный сосуд, имеющий дно конической формы с отверстиями, под гнет массой 100 г. Сосуд помещается в термостат с температурой +40°C на одну неделю. После этого количество отделенного масла относится в % к первоначальной массе смазки. Испытание на маслоотделение регламентировано стандартом DIN 51 817.

Смазочная способность
Испытательная машина SKF R2F позволяет оценивать работоспособность при высоких температурах и смазочную способность пластичных смазок, имитируя условия работы крупногабаритных подшипников. Тесты проводятся в двух различных условиях: тест А - при комнатной температуре, тест В - при 120°C. Положительный результат теста А означает, что пластичная смазка обеспечивает смазывание крупногабаритных подшипников при нормальной температуре и малой вибрации. Положительный результат теста В при 120°C означает, что пластичная смазка обеспечивает смазывание крупногабаритных подшипников при повышенной температуре.

Ресурс пластичных смазок подшипников качения
Машина для испытания смазки SKF ROF позволяет определять срок службы и верхний температурный предел пластичных смазок. Десять радиальных шарикоподшипников устанавливаются в пяти корпусах и заполняются пластичной смазкой. Испытания проводятся при заданной частоте вращения и температуре. Подшипники нагружаются комбинированной (радиальной и осевой) нагрузкой и вращаются до выхода из строя. По данным долговечности каждого подшипника строится распределение Вейбулла и расчитывается срок службы смазки при данной температуре. Результаты испытаний используют при определении интервалов повторного смазывания подшипников в заданных условиях эксплуатации.

Противозадирные свойства

Нагрузка сваривания на 4-х шариковой машине характеризует противозадирные (EP - Extreme Pressure) свойства пластичной смазки. Данный метод испытаний регламентирован стандартом DIN 5151 350/4. Три стальных шарика помещаются в чашку и смазываются исследуемой смазкой, а четвертый размещается сверху; этот шарик вращается относительно трех шариков с заданной скоростью. Нагрузка увеличивается с определенным шагом до тех пор, пока вращающийся шарик не приварится к трем неподвижным шарикам. Данное испытание позволяет определить давление, характеризующее антизадирные свойства пластичной смазки. Пластичные смазки относятся к классу EP при нагрузке сваривания свыше 2600 Н.

Испытания на износ на 4-х шариковой машине
Данное испытание проводится на том же оборудовании, что и предыдущее. Нагрузка величиной 1400 Н прикладывается на четвертый шар в течение 1-й минуты. Затем измеряется износ нижних шариков. Стандартное испытание предполагает величину нагрузки 400 Н. Тем не менее, в SKF было принято решение увеличить нагрузку до 1400 Н, чтобы приблизить условия испытаний к реальным условиям работы подшипниковых узлов.
 
Ложное бриннелирование
Антифреттинговые свойства пластичных смазок имеют большое значение для обеспечения эффективной работы подшипниковых узлов. SKF оценивает эти свойства с помощью теста FAFNIR, стандартизованного как ASTM D4170. Два шариковых упорных подшипника нагружаются и подвергаются вибрации. Затем каждый подшипник взвешивается для того, чтобы измерить износ. Пластичная смазка считается антифреттинговой, если измеренный износ меньше 7 мг.