Антифрикционные пластичные смазки и их свойства

Понятие и история использования смазок, их классификация и типы, функциональные особенности. Процессы производства пластичных смазок, компоненты и их влияние на свойства: мыла, присадки, базовые масла. Факторы, определяющие долговечность смазки в узле.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Курсовая работа

Антифрикционные пластичные смазки и их свойства

Введение

присадка смазка пластичный

Антифрикционные пластичные смазки - один из древнейших видов смазочных материалов. Общее число узлов трения смазываемых пластичными смазками значительно превышает число узлов, смазываемых маслом. Антифрикционные пластичные смазки находят практическое применение в различных узлах трения: подшипниках качения и скольжения, шестеренках и винтовых передачах, резьбовых соединениях и ряде других.

Определение долговечности пластичных смазок в зависимости от их свойств и условий применения позволяет существенно снизить трудовые затраты за счет увеличения срока службы трущихся пар без технического обслуживания, в том числе без замены и пополнения в них смазки.

Смазочными материалами называют продукты ограниченного и неограниченного происхождения, которые вводят между поверхностями сопряженных деталей, находящиеся во фрикционном контакте, с целью уменьшить потери на трение в этом сопряжении, предотвратить заедание и снизить износ пар трения. Это достигается тем, что внутреннее трение в смазочных материалах существенно меньше, чем внешнее трение несмазанных деталей, и исключение (или - во всяком случае - минимизация) непосредственного контакта пар трения приводит к оптимизации фрикционно-износных характеристик сопряжения. Смазочный материал, таким образом, всегда является важнейшим конструкционным элементом узла трения, во многом определяющим его надежность, долговечность и потери энергии при функционировании этого узла.

Действие смазочного материала, в результате которого уменьшается трение контактирующих тел и снижается их износ, называется смазкой. Смазка, при которой осуществляется полное разделение трущихся поверхностей сопряженных деталей жидким или пластичным смазочным материалом, называется жидкостной, а если это разделение осуществляется газом, то газовой смазкой. В этих случаях полностью исключен контакт пар трения. Внешнее трение твердых тел, как таковое, отсутствует, это заменяет много меньшее внутреннее трение смазочной среды, составляющей слой, разделяющий эти тела.

1. Общие сведения о смазках

1.1 История использования смазок

Пластичными (консистентными) смазками человечество пользуется уже в течение многих столетий. Первые упоминания о них относятся к четвертому тысячелетию до нашей эры, к тем временам, когда древние египтяне пользовались такой смазкой, чтобы уменьшить трение в колесах боевых колесниц [1]. Первые смазки изготавливались из кальция, смешанного с животным жиром, а иногда с растительными маслами. Такой тип смазки применялся вплоть до 19 века. Затем, в конце 19 века были разработаны первые пластичные смазки на основе минеральных масел, которые стали эффективно применяться для смазки вагонеток в шахтах и промышленных агрегатов, которые, в то время, работали очень медленно. Эта консистентная смазка, которая называлась «брикетом», применялась до середины 20 века и до сих пор применяется в некоторых странах.

В 20 веке, с развитием паровых машин, автомобильного транспорта, промышленных и сельскохозяйственных машин появилась всё более возрастающая потребность в более эффективных смазках. Это привело к появлению пластичных смазок на основе натриевых мыл, алюминия, бария и других. К терминологии мы вернемся немного позже. Появилась широкая гамма смазок, потому что каждая смазка разрабатывалась для выполнения конкретной задачи: смазка для шасси, подшипников, рулевого механизма, для зубчатых колес, для вагонов, конвейеров, вагонеток и т.д. Около 1950 года появление «универсальной» консистентной смазки, загущенной литиевыми мылами, было встречено с известной долей скептицизма. Однако через несколько лет она стала наиболее широко используемой смазкой для автомобилей и промышленных агрегатов. Сегодня литиевая смазка является самой распространенной консистентной смазкой в промышленном мире.

1.2 Классификация пластичных смазок

Смазки классифицируют по составу и назначению в соответствии с различными критериями (таблица 1). Антифрикционные смазки предназначены для снижения трения и износа деталей машин и механизмов - радиальных подшипников, подшипников качения, шарнирных соединений, трансмиссий и других деталей для автомобильной промышленности, железнодорожного транспорта, прокатных станов, пищевой промышленности, авиации.

По температуре использования смазки делят на низкотемпературные, нормальные и высокотемпературные. По диапазону применения смазки подразделяют на многофункциональные, специальные и обычные пластичные.

По типу загустителя смазки подразделяют на мыльные, углеводородные и смазки на неорганических загустителях. Самую большую группу составляют мыльные смазки, которые, в свою очередь, в зависимости от состава загустителя делят на обычные мыльные смазки на комплексных и смешанных мыльных загустителях. По типу катиона молекулы мыла различают смазки кальциевые, натриевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и т.п. Классификация по типу катиона особенно понятна, так как важные свойства связаны с катионом: например, температура плавления кальциевых смазок - около 100 градусов, литиевых смазок - около 180 градусов. Пластичные смазки, содержащие смазки и содержащие два или более катионов называют смазками на смешанных мыльных загустителях.

Таблица 1 - Классификация пластичных смазок по консистенции (NLGI, сорта по DIN 51 8181)

Сорт	Пенетрация после перемешивания, 0,1 мм	Визуальная оценка деформируемости	Область применения
000 00	445 - 475 400 - 430	Очень мягкая, аналогичная очень вязкому маслу	Трансмиссионные пластичные смазки
0 1 2 3	355 - 385 310 - 340 265 - 295 220 - 250	Мягкая Консистенция сметаны Почти твердая	Смазки подшипников, смазки для водяных насосов
4 5 6	175 - 205 130 - 160 85 - 115	Твердая Очень твердая, мылообразная	Не указана

В качестве дисперсионной среды применяют синтетические и минеральные масла; многие важные свойства пластичных смазок зависят от масляного компонента [2]. По уровню нагрузки смазки подразделяют на противозадирные и смазки для подшипников, эксплуатируемых в режиме нормальных нагрузок. По деформируемости (по величине пенетрации перемешанной смазки) на основании старой, широко применяемой стандартной классификации пластичные смазки подразделяют с учетом консистентности на сорта NLGI от 000 до 6 (NLGI - национальный институт по пластичным смазкам, США). Эта классификация, подразделяющая смазки на сорта от очень мягких до очень твердых, учитывает только пенетрацию перемешанной смазки при 25 градусах, игнорируя другие реологические параметры.

1.3 Производство пластичных смазок

В современных машинах и механизмах существует много подвижных сопряжений, для смазки которых затруднительно использовать масла. Если трудно обеспечить герметичность узла трения, если нерационально непрерывно подавать масло к поверхностям трения, если, конструируя узел трения, стремятся к уменьшению удельного расхода смазочного материала и к увеличению срока смены этого смазочного материала вплоть до одноразовой его закладки в узел трения для обеспечения всего ресурса его работы-то в качестве смазочного материала рационально применить пластичную смазку - густой мазеобразный продукт, который прочно прилипает к рабочим поверхностям элементов узла и хорошо удерживается на них, не сбрасывается инерционными силами при их движении, обеспечивая в то же время полноценное смазывание трущихся поверхностей.

Пластичные смазки не растекаются под действием собственного веса, проявляя при малых нагрузках и невысоких температурах свойства твердого тела, но при нагрузке, превышающей предел прочности, они текут, подобно вязким жидкостям. Однако после снятия нагрузки, пластичная смазка сохраняет приданную ей форму подобно твердому телу. Пластичные смазки не являются ньютоновскими жидкостями.

Производство смазок для машиностроительных заводов, металлургических и сталелитейных комбинатов, горнодобывающей промышленности, а также смазок, применяемых для обслуживания транспортной спецтехники, требует наличия у предприятия глубокой научной базы, проверенных технологий и современного оборудования, позволяющего контролировать процесс изготовления продукта на всех этапах п...