Ще древніми єгиптянами в ⅹⅰⅴ столітті до нашої ери використовувалася суміш з оливкової олії з вапном для змащування осей дерев’яних возів. Саме цей склад і з’явився прообразом сучасних багатокомпонентних пластичних мастил, які ефективно застосовується у багатьох вузлах сучасної техніки для зменшення зношування тертьових деталей.
В сучасному світі кожен власник автомобіля прекрасно розуміє, що жир – це один з основних компонентів, що ефективно впливає на безпечну і довготривалу роботу як простого, так і складного механізму з тертьовими поверхнями. Тому знання складу і асортименту мастильних продуктів, є запорукою їх успішного застосування.
З чого виготовляють
Найбільш поширений тип мастильних матеріалів – це пластичні мастила, які являють собою суміш загусників, розчинених в рідкому середовищі. Найефективнішими вважаються трьох компонентні системи, які містять рідку складову (70-90%), загусники (10-15%) і різні добавки (1-15%).
У ролі рідкої складової найчастіше використовуються масла синтетичного і нафтового походження, а також суміші цих речовин. Синтетичні масла застосовують для відповідальних вузлів механізмів, які працюють у великих діапазонах контактних навантажень і різних температур. Нафтова складова менш стійка при коливанні температурного впливу. Суміші рідких масел створюються для більш ефективного застосування пластичних мастил та зміни їх експлуатаційних властивостей.
Загусники, в якості яких беруть мило або тверді вуглеводні, створюють необхідну консистенцію кошти.
Поліпшення властивості пластичних мастил досягається введенням добавок у вигляді добавок і наповнювачів. Кожен з компонентів виконує свою функцію.
Функціональні особливості використання
Ефективна робота будь-якої марки пластичного мастила обумовлюється не тільки умовами експлуатації самого матеріалу, але і видом технічного вузла, який вона покликана захищати. Існує безліч критеріїв, згідно з якими і підбирається мастильний матеріал:
- Режим роботи вузла тертя (змінні або постійні навантаження).
- Особливості конструкції експлуатованого агрегату (розмір, вид, характер переміщення).
- Характеристика матеріалу, з яким відбувається контакт мастила.
- Зовнішні умови функціонування тертьових поверхонь.
- Терміни та можливість заміни захисного покриття.
На основі цих критеріїв можна сформулювати основне призначення пластичних мастил:
- Зниження сили тертя між спряженими елементами механізму.
- Зменшення шуму і вібрації агрегату в процесі експлуатації.
- Запобігання зносу тертьових деталей.
- Захист металевих поверхонь від шкідливого впливу навколишнього середовища.
- Ефективне ущільнення зазорів між спряженими елементами.
Необхідно правильно визначити, які пластичні мастила використовувати для здійснення кількох функцій зі списку, здатних забезпечити надійну працездатність механізму. Чому не всіх? Тому що універсального мастильного матеріалу, який міг би виконувати всі ці функції одночасно, не існує.
Вимоги, що пред’являються до мастильних матеріалів
Жир – це засіб для забезпечення ефективного та довготривалого функціонування будь-якого агрегату з тертьовими поверхнями. До таких матеріалів ставляться такі вимоги:
- Здатність зберігати свої властивості при різному температурному впливі.
- Не руйнувати структуру поверхні, що контактує з пластичним змащенням.
- Витримувати різні види навантажень, не змінюючи свої властивості.
- Відсутність шкідливого впливу на організм людини, а також на навколишнє середовище.
- Економічність в процесі експлуатації і не дуже висока вартість матеріалу.
Також до мастильного матеріалу можуть пред’являтися вимоги приватного характеру, наприклад, в деяких механізмах дуже важливі оптичні і діелектричні властивості пластичних мастил.
Принцип дії
Навіщо в склад додається металеве мило? Воно виступає в ролі згущувача, створює ємність для олії. Мило в пластичного змащення – це своєрідна губка. Воно утворює гратчастий каркас. У простій губці він поролоновий. При великою механічною навантаженні або підвищенні температури з цієї молекулярної конструкції відбувається видавлювання олії. Така дія ефективно зменшує силу тертя спряжених деталей.
Ослаблення навантаження сприяє відновленню мастила до пластичного стану, яке перешкоджає розтіканню масла, а також утримує його на похилій і вертикальної поверхні.
Переваги і недоліки
Якісне визначення пластичного мастила можна охарактеризувати її перевагами порівняно з рідкими мастильними матеріалами. До основних її переваг можна віднести:
- Підвищений коефіцієнт мастила збільшує зносостійкість тертьових поверхонь.
- Кращі захисні властивості від корозії.
- Високий коефіцієнт зчеплення дозволяє мастилі надійно утримуватися у вертикальних і похилих площинах.
- Підвищені властивості герметизації захищають парні вузли від попадання стороннього сміття і вологи.
- Більш високий робочий температурний діапазон.
- Великий термін служби пластичного мастила підвищують економічність її застосування.
Поряд з перевагами пластичного матеріалу, існує і кілька недоліків його використання:
- Уповільнює охолодження тертьових поверхонь.
- Мильні мастила мають слабку хімічну стійкість.
- Здатність втримувати сторонні включення істотно збільшує швидкість зносу сполучених вузлів.
- Складність доставки мастила безпосередньо до частин, що труться поверхонь.
Основні властивості
Велике значення в процесі експлуатації будь-якого механічного агрегату має правильний вибір мастильного матеріалу. Саме тому необхідно добре знати основні характеристики пластичних мастил, які багато в чому залежать від речовин, що входять до їх складу, а також від умов експлуатації обладнання.
Основні властивості пластичних матеріалів можна умовно розділити на кілька груп, що характеризуються наступними показниками:
- Міцність.
- В’язкість.
- Стабільність.
Міцність
Всі марки пластичних мастил характеризуються спеціальним показником – межею міцності. Цей коефіцієнт вказує на величину мінімального навантаження, при якій відбувається руйнування молекулярного каркаса і відбувається деформація матеріалу на зсув.
Якщо навантаження тертьових поверхонь перевищує межа міцності, то мастило починає розтікатися. Це здатне привести до серйозних деформацій вузлів і навіть до аварій (якщо говорити про автомобілі). При зниженні навантаження мастильний матеріал повертається в пружний стан, завдяки чому ефективно утримується навіть на вертикальних поверхнях.
На величину міцності впливають наступні фактори:
- Вид згущувача і його концентрація.
- Властивості і склад рідкої складової матеріалу.
- Концентрація і склад наповнювачів.
- Режим і спосіб виготовлення мастила.
На показник межі міцності істотний вплив має температура у вузлі. При виборі мастила необхідно враховувати мінімальне зусилля, яке потрібно прикласти на переміщення спряжених поверхонь.
В’язкість
Цей показник характеризує дію пластичного мастила безпосередньо в місці тертя після її переходу в рідкий стан. У рідких мастильних оліях в’язкість є постійною величиною. У пластичних вона безпосередньо залежить від швидкості обертання вузла і від температури, тому цей показник називається ефективною в’язкістю.
Збільшення швидкості переміщення призводить до зниження цього показника. Якщо температура постійна, то він виражається в’язкісно-швидкісною характеристикою. Коли швидкість переміщення тертьових поверхонь залишається постійною, а температура змінюється, він визначається в’язкісно-температурної характеристикою. Підвищення температури в районі тертьових вузлів істотно знижує в’язкість пластичної зв’язки.
Стабільність
Цей показник означає, наскільки матеріал здатний зберігати свої властивості за певний проміжок часу під впливом зовнішніх факторів.
Залежно від виду зовнішнього впливу показник стабільності можна розділити на наступні групи:
- Механічна стабільність вказує на можливість зберігати властивості пластичного мастила після деформації. Це істотно залежить від часу впливу та інтенсивності. Мастило нестабільного типу не застосовується не дуже герметичних вузлах.
- Стабільність термічного властивості показує можливість пластичного мастила зберігати свої параметри при короткочасному впливі температури підвищеного значення. Її компоненти можуть розпадатися на загусник і масло при різних пікових температурах.
- Хімічна стабільність характеризує властивості мастила протистояти шкідливому впливу різних кислот або лугів. Частіше це властивість вказує на стійкість речовини проти окислення киснем.
- Стабільність фізичного характеру показує здатність мастила випаровуватися або самостійно виділяти рідку складову без додатка навантаження.
Також існують і багато інших властивостей пластичних мастил:
– показник проникнення складу в матеріал тертьових поверхонь;
– температура краплепадіння, при якій виділяється перша крапля речовини;
– властивості проти зносу та інші.
Класифікація
Існує безліч параметрів, за якими проводиться стандартна класифікація пластичних мастил. На її основі здійснюється вибір матеріалу для конкретних цілей.
По області використання пластичні мастила поділяються на такі категорії:
- Консерваційні – оберігають поверхню металу при зберіганні.
- Антифрикційні – зменшують знос тертьових деталей.
- Канатні – використовуються для запобігання зносу сталевих канатів.
- Ущільнювальні – застосовуються для герметизації запірної арматури та різьбових з’єднань.
За типом масляної основи пластичні мастила поділяються на такі види:
- На основі продуктів переробки нафтової.
- Склади з використанням олій, отриманих штучним шляхом (синтетичні).
- З рослинною олією.
- Суміші олій.
Класифікація матеріалів за видом згущувача:
- Органічні. Мають у своєму складі загусник з полімерного матеріалу.
- Неорганічні. Включають в себе загусники неорганічного походження.
- Мильні. Як загусник використовується мило.
- Вуглеводневі. Мають у складі загусник з парафіну або церезину.
Маркування
У відповідності з перерахованими властивостями і складами здійснюється маркування мастил. Раніше вона була довільною, виражалася літерним або цифровим найменуванням, а також за назвою виробника. Пізніше процес маркування був стандартизований. Мастила стали позначатися літерами:
- Область застосування позначається буквами: У – універсальна, І – індустріальна, Ж – залізнична, П – прокатна.
- В залежності від температури використання, універсальні пластичні мастила маркуються літерами: Т – тугоплавка, З – середнього плавлення, Н – низькотемпературна.
- Специфічні властивості позначаються літерами: З – захисна, – вологостійка, М – морозостійка, – канатна.
Наприклад, пластична змазка УНЗ означає, що вона універсальна, низькотемпературна, захисна.
Пам’ятайте, що ефективна працездатність будь-якого механічного обладнання або агрегату залежить від правильно підібраної мастила. Її використання дозволить істотно знизити силу тертя в сполучених вузлах і продовжить термін служби механічного пристрою.
