Тема: Приготовление и анализ пластических смазок

1.Теоретическая часть

Пластичные смазки представляют собой высокоструктурированные тиксотронные коллоидные системы твердого загустителя (дис­персной фазы) в жидкой основе (дисперсионной среде).

Отличительной особенностью пластичных смазок длится то, что при обычных условиях (при комнатной температуре и при от­сутствии внешних воздействий) они ведут себя как твердыетела: сохраняют свою форму, удерживаются на вертикальных поверхнос­тях и не вытекают из узлов трения. Под действием нагрузок, пре­вышающих их предел прочности, смазки начинают течь, а при пре­кращении механического воздействия вновь обретают пластичность. Легкость переходов смазок из пластичного в вязкотекучее состоя­ние и обратно (тиксотропные превращения) часто и обеспечивает преимущества их применения перед жидкими и твердыми смазочными материалами. С целью повышения качества в пластичные смазки обычно вводят добавки (модификаторы структуры, присадки и наполнители). Дисперсионной средой смазок служат нефтяные, синтетические масла и их смеси, а иногда используют и реактивные масла. В качестве загустителей применяют продукты органическо­го (мыла, твердые углеводороды, полимеры, пигменты) и неорганического (силикагель бентонит, сажа) происхождения. Содержание загустителей в дисперсионной среде обычно составляет 8-12% для мыльных, 12-18% для силикагелевых и 20-40% для углеводородных смазок. При этом наиболее распространенными из числа названных загустителей являются мыла (83-87% от общего производства сма­зок). В зависимости от состава молекулы мыла (по типу катиона) смазки делятся на кальциевые, натриевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и т.п. Помимо подразделения смазок по типу и сос­таву загустителя распространена их классификация по назначению: антифрикционные (для снижения трения и износа деталей машин и механизмов), консервационные (для защиты металлических изделий от коррозии), уплотнительные (для герметизации трущихся поверхностей, зазоров и щелей) и специальные (для некоторых специфи­ческих областей применения - фрикционные, приработочные и т.п.).

Процесс изготовления смазок на углеводородных загустителях обычно прост и состоит из следующих (стадий) процессов:

1. Подготовка компонентов - их расплавление, обезвожива­ние и подогрев до необходимой температуры.

2. Дозировка компонентов в варочном аппарате.

3. Варка сказки осуществляется при t=100+125°С до пол­ного удаления воды и диспергирования загустителем.

4. Охлаждение.

Смазку на готовом мыле получают термо-механическим диспергированием мыла в масле (при нагревании и интенсивном перемеши­вании). При изготовлении смазок в открытых варочных аппаратах верхний предел нагрева ограничивается температурой вспышки дис­персионных сред.

Ответственней стадией процесса получения смазок является охлаждение расплава. В зависимости от типа и требуемого качест­ва смазки охлаждение может производиться с постоянным понижени­ем температуры (медленно) или при перепаде температур (быстро) как в динамических, так и в статических условиях. Условия ох­лаждения мыло-масляного расплава оказывают решающее влияние на размеры и форму волокон и свойства смазок и зависят от типа мыла и состава дисперсионной среды. При медленном охлаждении смазки в покое или перемешивании образуются крупные мыльные волокна, быстрое охлаждение способст­вует образованию мелких волокон.

Большинство мыльных смазок сразу после приготовления, то есть после охлаждения расплава имеют неоднородную микрозернистую структуру, поэтому ихподвергают интенсивной механической обработке – гомогенизации. Используя гомогенизацию, можно понизить температуру варки мыльной смазки за счет придания однородности системе уже при более низкой температуре.

Простейшим способом гомогенизации является продавливание смазки через металлическую сетку с мелкими ячейками.

Цель настоящей работы:

1) приготовление образцов смазок заданного состава в зависимости от предложенного вам варианта.

2) исследование реологических свойств смазок различного состава.

2. Аппаратура и реактивы:

1. Металлический стакан (емк. 200 мл).

2. Стеклянная ручная мешалка.

3. Электроплитка.

4. Ручной гомогенизатор.

5. Термометр (от 0 до 250°С).

6. Масло И-40, ГОСТ 20799-75.

7. Масло АУ.

8. Масло ДОС, ГОСТ 19096-73.

9. Стеарат лития.

10.Церезин-85, ГОСТ 2488-73.

3. Порядок выполнения работы

На лабораторных весах взвесить необходимые компоненты смазки из расчета на общий вес готовой смазки – 50 г. Подготовлен­ные навески загрузить в металлический стакан и при интенсивном перемешивании провести нагревание суспензии до получения однородного расплава.

Максимальная температура нагрева для смазок:

- мыльных - 250°С;

- углеводородных - 125°С.

При достижении указанной температуры нагрев прекращается и смазка охлаждается в стакане при комнатной температуре. Охлажденная смазка загружается в ручной гомогенизатор и гомогенизируется.

4. Исследование реологических свойств смазок

У предложенных Вам образцов смазки определяется:

- предел прочности, ГОСТ 7143-73,

- коллоидная стабильность, ГОСТ 7142-74,

- пенетрация, ГОСТ 5346-50.

По окончании работы необходимо сформулировать выводы о влиянии состава смазок на их реологические свойства.

Вариант I. Приготовить смазки следующего состава:

1. Загуститель - стеарат лития (10%)^х) (^х) - % мас. на общий вес смазки (50 г)), масло – И-40 (90%).

2. Загуститель - стеарат лития (10%), масло – 76% И-40+14% ДОС (смесь).

Вариант II. Приготовить смазки следующего состава:

1. Загуститель - стеарат лития (10%), масло АУ (90%).

2. Загуститель - церезин-85 (20%), масло АУ (80%).

Контрольные вопросы

1. Классификация пластичных смазок.

2. Основные отличия пластичных смазок от других видов смазочных материалов.

3. Основные стадии производства смазок.

4. Влияние типа загустителя и состава жидкой основы на структуры и свойства смазок.

5. Влияние поверхностно-активных веществ на структуру и свойства смазок.