Пластичные автомобильные смазки

Реферат

Тема:

Пластичные автомобильные смазки

Введение

Пластичные (консистентные) смазки занимают особое место в организации технического обслуживания автомобиля. Они, например, являются основным эксплуатационным материалом при первом техническом обслуживании. Качество применяемых пластичных смазок влияет на срок службы многих деталей автомобиля, надежность его работы, а также затраты на техническое обслуживание и ремонт.

1. Назначение и требования к пластичным смазкам

Для смазки автомобилей наряду с жидкими маслами применяются пластичные смазки, находящиеся в пластическом мазеобразном состоянии. Применяются они в таких узлах автомобилей, где трудно создать герметичность для жидкого масла и трудно защитить поверхности деталей от проникновения влаги, пыли, грязи.

Пластичные смазки обладают более низкими смазочными качествами,, чем жидкие масла, и поэтому применяются там, где относительно невелики потери на трение. В некоторых случаях пластичная смазка применяется только или главным образом для защиты от коррозии.

Требования к автомобильным пластичным смазкам вытекают из их назначения и сводятся к следующему:

-- разделять трущиеся детали прочной смазочной пленкой для уменьшения износов и потерь на трение;

-- удерживаться в узлах трения, не вытекая из них;

-- защищать трущиеся детали от попадания пыли, влаги и грязи;

-- не вызывать коррозионного износа деталей;

-- легко припрессовываться (прокачиваться) по смазочным каналам, не требуя для этого слишком больших давлений;

-- не изменять длительное время своих свойств в процессе работы и хранения;

-- быть экономичными и недефицитными.

2. Производство пластичных смазок

Производство пластичных смазок существенно отличается от производства жидких масел и в основном сводится к смешиванию (варке) в определенных пропорциях входящих в них компонентов.

Основой любой консистентной смазки является жидкое минеральное масло (75--90 %).

От качества жидкого масла зависят смазывающие свойства консистентной смазки.

Вторым непременным составным элементом смазки является загуститель. Добавление к жидкому минеральному маслу загустителя превращает его в пластическую смазку, т. е. густую малоподвижную мазеобразную массу От вида загустителя зависят такие важные эксплуатационные свойства пластических смазок, как температурная стойкость и влагостойкость. Загустители делятся на немыльные и мыльные.

В качестве немыльных загустителей используются парафин, церезин, петролатум, воск и др.

Пластическая смазка, изготовленная на немыльном загустителе (углеводородная), обладает хорошей химической и физической стабильностью и хорошо предохраняет детали от окисления кислородом воздуха. В то же время она имеет низкие смазывающие и температурные свойства и поэтому преимущественно используется как защитная (кроме алюминиевых деталей).

Большинство автомобильных пластических смазок (80 %) изготавливается на мыльных загустителях, которое более сложно, чем на немыльных, и может вестись последовательно, когда вначале изготавливается мыло-загуститель, а затем смазка, а чаще эти процессы совмещаются.

Мыло-загуститель получают омылением жира щелочью.

Мыльные смазки по типу катиона делят на кальциевые, натриевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и другие (используют около 10 различных мыл, а также их смеси).

В зависимости от состава жиров, употребляемых для приготовления мыльных загустителей, выделяют смазки на синтетических жирных кислотах (получают при окислении парафинов) и природных жирах, а также на технических жирных кислотах (стеариновой, 12-окси-стеариновой и др.).

Все более широкое применение находят комплексные мыльные смазки, для приготовления которых используют мыла высших жирных кислот и соли низкомолекулярных органических (иногда и минеральных) кислот.

В качестве загустителей все чаще используют продукты неорганического происхождения -- силикагель, бентонитовые глины и технический углерод.

3. Физико-химические свойства

Физико-химические свойства смазок характеризуются рядом показателей, указываемых в стандартах или технических условиях. Большинство из этих показателей по названию совпадают с предусмотренными для жирных масел, но отличаются от них количественными значениями и особенностями методов испытаний. Другая часть показателей является специфической только для пластических смазок.

Кроме того, номенклатура показателей пластических смазок несколько различается в зависимости от типа смазок.

Все показатели физико-химических свойств пластических смазок с некоторой условностью делятся на две группы.

К первой группе показателей, характеризующих прокачиваемость, температурные условия применения смазки, смазывающие и защитные ее свойства, относятся: пенетрация, температура каплепадения, эффективная вязкость, предел прочности, коллоидная стабильность.

Ко второй группе, характеризующей предельное содержание примесей, относятся: содержание щелочей, кислот, механических примесей, воды, золы.

Эффективная вязкость -- это вязкость смазки, соответствующая истинной вязкости такой ньютоновской жидкости, которая при заданном напряжении сдвига имеет ту же среднюю скорость деформации (средний градиент скорости). Эффективная вязкость характеризует прокачиваемость пластических смазок по шлангам и трубкам к узлам трения под определенным давлением, зависящим от размеров шлангов и трубок, и минимальную температуру, при которой смазка способна прокачиваться. Эффективная вязкость характеризует также пусковые свойства механизмов. Эффективную вязкость определяют автоматическими капиллярными вискозиметрами АКВ-4 или АКВ-2.

Предел прочности (предельное напряжение сдвига) показывает, какое минимальное усилие надо приложить' к смазке, чтобы при определенной температуре изменить ее форму и сдвинуть один слой смазки относительно другого. Если смазка при данной температуре обладает достаточной прочностью, это значит, что она будет удерживаться на негерметизированных поверхностях трения и не будет сползать с вертикальных поверхностей. Предел прочности смазок определяют пластомером К-2 и прочномером СК.

Пенетрация характеризует густоту (консистентность) смазки и выражается в градусах, соответствующих числу десятых долей мм глубины погружения в смазку конуса иглы под действием собственного веса (150 г) за 5 с при температуре плюс 25°С.

Чем мягче смазка, тем глубже погружается конус и тем выше пенетрация. Лучшей пластичной смазкой будет та, у которой с повышением температуры меньше увеличивается пенетрация.

Температура каплепадения позволяет установить, при какой температуре смазка расплавляется и превращается в жидкость, теряя свои смазывающие свойства. Для надежной смазки рабочая температура механизма должна быть на 10--20° меньше температуры каплепадения смазки. Смазка с низкой температурой каплепадения не будет удерживаться в механизме и ее придется часто пополнять, а смазка с чрезмерно высокой температурой каплепадения вызовет усиленный нагрев трущихся деталей.

Коллоидная стабильность характеризует способность пластичной смазки сопротивляться выделению из нее масла. Она оценивается количеством масла, % по массе, перешедшего из смазки к слою фильтровальной бумаги. Интенсивность выделения масла из смазки возрастает при повышении температуры, под воздействием центробежных сил и т. д.

Испытание на коррозию металлических пластинок характеризует коррозионность пластичных смазок вследствие наличия свободных (не омыленных) органических кислот или щелочей и продуктов окисления смазки. Для испытания в смазку, подогретую до 100°С, погружают на 3 часа отшлифованные и обезжиренные медные и стальные пластинки. Смазка считается выдержавшей испытания, если после промывки на медных пластинках не обнаруживается зелени, побежалости или оттенков какого-либо цвета, а на стальных пластинках нет точек коррозии.

Содержание свободных органических кислот в смазках не допускается, а содержание свободных щелочей жестко ограничивается. Они вызывают коррозию деталей, а также ухудшают коллоидную стабильность, предел прочности. Определение содержания свободных органических кислот и щелочей производится путем титрования растворов смазки соляной кислоты (при определении щелочей) или едким калием (при определении кислот).

Содержание механических примесей, вызывающих усиленный износ деталей в пластических смазках, недопустимо. Механические примеси нельзя удалить из смазки путем отстоя или фильтрации, как это делается при очистке жидких масел или топлив.

Содержание воды в пластичных смазках сказывается различно в зависимости от типа смазки. Смазки на немыльных загустителях разрушаются водой, и поэтому ее присутствие не допускается, В натриевых и кальциево-натриевых смазках допускается ограниченное содержание воды. В кальциевых смазках вода входит в их структуру, она служит стабилизатором, без нее смазка распадается на масло и кальциевое мыло, но количественное содержание воды должно быть ограничено (до 1,5--3,0 %). Содержание воды в смазке определяется аналогично определению воды в масле и топливе.

4. Марки пластичных смазок и их применение

Применяемые для смазки автомобилей пластичные смазки по их основному назначению подразделяют на антифрикционные, защитные и уплотнительные.

Антифрикционные смазки снижают износ и трение сопряженных деталей механизмов, ниже приведены применяемые группы антифрикционных смазок.

Антифрикционные смазки общего назначения для обычных температур (группа С) используют для узлов трения с рабочей температурой до 70°С. К этой группе смазок относят; солидолы, смазки AM (карданные), ЯНЗ-2, графитную УСсА, ЛИТОЛ-24 и ЦИАТИМ-201.

Солидолы вырабатывают загущением индустриальных масел кальциевыми мылами Жирных кислот, получаемых на основе натуральных растительных масел (жировой солидол) или синтетических жирных кислот. Солидолы предназначены для смазывания грубых и малоответственных поверхностей трения машин и механизмов, ручного инструмента. Солидолы работоспособны в течение относительно малого срока времени.

Пресс-солидол С используют главным образом для поверхностей трения шасси автомобилей, к которым он подается под давлением; солидол С -- для смазывания подшипников качения и скольжения, шаровых, винтовых и цепных передач, тихоходных шестеренных редукторов и других узлов трения. Жировой солидол УС, представляющий собой однородную мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета, выпускают двух марок: УС-1 (пресс-солидол) и УС-2, работоспособность которых ограничена диапазоном температур от -50 до +65°С. В маркировке буквы обозначают: у -- универсальная, с -- синтетическая, с -- сред не плавкая. Гидратированная кальциевая смазка графитная УСсА применяется для смазывания рессор автомобилей, открытых зубчатых колес, торсионных подвесок, резьб домкратов. По внешнему виду -- это однородная мазь от темно-коричневого до черного цвета. Применять солидолы в качестве защитных смазок не рекомендуется, так как в них содержится до 3 % воды, которая может вызывать коррозию металла под слоем смазки.

Смазка ЯНЗ-2 -- автомобильная тугоплавкая кальциево-натриевая служит дня смазывания подшипников ступиц колес, червячного вала коробки передач, генераторов автомобилей и др. По внешнему виду это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Может заменять солидол.

Смазка ЛИТОЛ-24 -- универсальная смазка на литиевых мылах 12-оксистеариновой кислоты предназначена для поверхностей трения, для которых рекомендуются солидолы и смазка ЯНЗ-2.

До недавнего времени большую часть литиевых смазок готовили на мылах стеариновой кислоты -- ЦИАТИМ-201, которая предназначена для узлов трения, работающих при относительно низких нагрузках и невысоких температурах.

Смазки для повышенных температур (группа 0) используют для узлов трения с рабочей температурой до 110°С, К этой группе относятся смазки: ЦИАТИМ-202, ЛЗ-31, 1-13.

Смазка ЦИАТИМ-202 служит для смазывания подшипников качения, работающих в интервале температур -40 -- +110°С. Смазка токсична, и при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты. По внешнему виду это однородная мягкая мазь от желтого до светло-коричневого цвета.

Смазку ЛЗ-31 применяют для закрытых подшипников качения, не контактирующих с водой, а также для выжимного подшипника сцепления автомобилей ЗИЛ и ГАЗ, работающих в интервале температур от --40 до +20°С. По внешнему виду это мазь от светло-коричневого до светло-желтого цвета.

Смазка 1-13 на натриевых и натриево-кальциевых мылах предназначена для смазывания подшипников качения, опор карданного вала, первичного вала коробки передач, ступиц колес, оси и шарниров педалей управления. Смазка готовится загущением нефтяных масел натриево-кальциевым мылом касторового масла. Вариант указанной смазки -- смазка 1-ЛЗ, отличающийся присутствием антиокислителя дифениламина. Смазка по внешнему виду -- однородная мазь от светло-коричневого до коричневого цвета, применяется при температуре от --20 до +110°С„

Смазка Консталин (1 и 2) изготавливается на натриевых и натриево-кальциевых мылах, служит для поверхностей трения, работающих в условиях отсутствия влаги при температуре от --20 до +110°С. По внешнему виду -- это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета.

Редукторные (трансмиссионные) смазки (группа Т) предназначены для зубчатых и винтовых передач всех видов. К этой группе относится индустриальная кальциевая смазка ЦИАТИМ-208, Смазку используют для смазывания тяжелонагруженных шестеренных редукторов, работающих при температуре от--30 до +100°С. По внешнему виду это однородная вязкая жидкость черного цвета. Смазка токсична, поэтому при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты.

Морозостойкие смазки (группа Н) предназначены для поверхностей трения с рабочей температурой -- 40°С и ниже. К этой группе 'относятся смазки ВНИИНП-257, ОКБ--122--7. Смазку ВНИИНП-257 применяют для смазывания шарикоподшипников и маломощных зубчатых передач. Смазка морозостойка, это мягкая консистентная мазь черного цвета, температура применения от -60 до + 150°С. Смазка ОКБ-122-7 служит для смазывания шарикоподшипников и других поверхностей трения, работающих в интервале температур от -40 до +ЮО°С. По внешнему виду это мазь от светложелтого до светло-коричневого цвета.

Химически стойкие смазки (группа X) предназначены для узлов трения, имеющих контакт с агрессивными средами. К этой группе откосятся смазки; ЦИАТИМ-205, ВНИИНП-279. Смазка ЦИАТИМ-205 предохраняет от спекания неподвижные резьбовые соединения., работающие при температуре --60 -- +50°С. По внешнему виду это однородная вазелинообразная мазь от белого до светло-кремового цвета.

К противозадирным и противоизносным смазкам (группа И) относится смазка ЦИАТИМ-203, которая служит для смазывания высоконагруженных шестеренных передач, червячных редукторов, опор скольжения и качения при температуре от -50 до +90°С. Это однородная мазь темно-коричневого цвета без комков.

Защитные (консервационные) смазки (группа К) предназначены для защиты металлических изделий и механизмов от коррозии при хранении, транспортировании и эксплуатации. Наиболее распространенной защитной

смазкой является технический вазелин (УН). Консерва-циснные смазки по объему производства занимают второе место после антифрикционных (около 15 % в общем объеме производства смазок). При правильном нанесении защитных смазок они препятствуют проникновению к металлической поверхности коррозионно-агрес-сибых веществ, влаги и кислорода воздуха, тем самым предотвращают коррозию в течение 10--15 лет. Для улучшения защитных и противокоррозионных свойств в смазки вводят специальные присадки. Наряду с пластичными защитными смазками используют жидкие консервационные масла, пленкообразующие ингибиро-ванные нефтяные составы (ПИНС), мастики и некоторые другие продукты нефтяного происхождения. Несмотря на широкое распространение консервационных пластичных смазок, они имеют ряд недостатков. Одним из серьезных является большая трудность нанесения и удаления их с защищаемых поверхностей по сравнению с жидкими продуктами. Чтобы нанести или удалить смазку, зачастую приходится разбирать механизм, что осложняет и удлиняет консервацию и расконсервацию изделий.

5. Уплотнительные смазки

Уплотнительные смазки предназначены для герметизации зазоров и щелей, подвижных и неподвижных узлов трения. Уплотнительной смазкой является смазка бензиноупорная (БУ). С ее помощью могут быть уплотнены соединения топливопроводов, топливных насосов, кранов систем питания и смазки. Она содержит цинковое мыло, касторовое масло и глицерин. Зимой для понижения вязкости можно добавлять до 25 % спирта.

Выбор смазок необходимо производить в соответствии с условиями работы узлов автомобиля и техническими характеристиками смазок, приведенными в табл. 1.

Таблица 1 Основные характеристики пластичных смазок

6. Определение качества и марки пластичных смазок

Необходимость определения в автохозяйстве марки пластичной смазки встречается довольно часто, так как номенклатура используемых смазок велика, а по внешнему виду они мало отличаются. Пользуясь такими признаками, как цвет, влагостойкость, растворимость в бензине и жировое пятно, можно установить вид пластичной смазки, а в некоторых случаях ориентировочно и конкретную ее марку.

Цвет может служить хорошим признаком для графитной смазки, имеющей темный цвет от темно-коричневого до черного, и до некоторой степени для технического вазелина, имеющего цвет от светло-коричневого до темно-коричневого и прозрачного в тонком слое. Остальные же 'Пластичные смазки могут иметь цвет от светло-желтого до темно-коричневого и различить их по этому признаку нельзя.

Влагостойкость дает возможность отличить солидолы и технический вазелин от других смазок и, прежде всего, от консталинов. При растирании пальцами смазки с небольшим количеством воды солидолы и технический вазелин (влагостойкие смазки (не намыливаются и не смываются).

Растворимость в бензине позволяет различить смазку на немыльном загустителе (защитные смазки) от смазок на мыльном загустителе (антифрикционные смазки). Смазка на немыльном загустителе, смешанная с четырехкратным количеством бензина и подогретая до 60"С, растворяется и превращается в прозрачный раствор, а смазка на мыльном загустителе не растворяется.

Жировое пятно, образовавшееся на фильтровальной бумаге от нанесения на нее комочка пластичной смазки, может послужить признаком для определения ее вида. Фильтровальная бумага с пластичной смазкой подогревается над каким-либо источником тепла, от чего смазка полностью или частично расплавляется, образуя масляное пятно. Технический вазелин расплавляется полностью, оставляя равномерное желтое пятно. Графитная смазка образует темное пятно с четко видимыми включениями графита. Солидолы оставляют пятно с мягким остатком в центре обычно того же цвета, что и пятно. Консталины и кальциево-натриевые смазки образуют пятно меньшего диаметра и остаются частично на бумаге в нерасплавленном виде и при интенсивном нагреве до обугливания бумаги.

Поступающие в автохозяйства пластинчатые смазки по физико-химическим свойствам должны полностью отвечать соответствующим стандартам или техническим условиям.

По внешнему виду пластичная смазка должна представлять собой однородную массу без наличия комков, посторонних включений, примесей или выделившегося масла. Смазка, не отвечающая этим условиям, должна быть забракована.

Для проверки наличия абразивных примесей комок смазки растирается между двумя стеклами или же между пальцами. Механические примеси обнаруживаются также путем расплавления комка смазки на фильтровальной бумаге.