Обще свойства и назначение консистентных смазок

Для смазки открытых или плохо защищенных узлов и деталей горного оборудования принимает мазеобразные вещества (консистентные смазки). Консистентные смазки - это сложные коллоидные смеси, в состав которых входят маловязкое индустриальное масло, занимающее 80-90% объема смазки, загуститель - соли жирных кислот (натриевые и кальциевые мыла) или твердые углеводороды (перезин, парафин), стабилизатор - вода, сохраняющая однородность коллоидной смеси и предотвращающая расслаивание смазки на загуститель и минеральные масла. Для улучшения свойств в отдельные смазки добавляют наполнитель, канифоль - для получения фрикционных смазок; коллоидный графит - для улучшения противоизносных качеств смазок и др. В настоящее время загустители для применяемых консистентных смазок в основном вырабатываются из синтетических жирных кислот. Такие смазки называется синтетическими. Загустители из естественных жиров применяются редко. Загуститель в смазке образует каркас, соты которого заполнены жидкими минеральными маслами.

В отличие от жидких минеральных масел консистентные смазки обладают свойствами твердых и жидких тел. При небольших усилиях смазки подчиняются закону упругих деформаций и могут удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях. В случае, когда нагрузка вызывает напряжение сдвига, превосходящие допускаемые напряжения на сдвиг для смазки, последняя начинает течь. ГОСТом 1 устанавливается определенная классификация и маркировка консистентных смазок. По назначению консистентные смазки подразделяется на универсальные (У); индустриальные (И); специальные (консервационные – К, морские – М и др.).

В индустриальных и специальных смазках вторая буква показывает, для каких механизмов предназначена смазка. Если в смазках одного вида имеется несколько марок, то через дефис ставится еще буква. Например: 3 - зимняя, 1 - летняя, Т - тяжелая. Специальные смазки расшифровываются так: ИК-Л – индустриальная карданная летняя.

Рисунок 5.1– Термометр для определения температуры каплепадения

Универсальные смазки по температуре каплепадения делятся на три группы:

1. Низкоплавкие (Н), имеющие температуру каплепадения до 65°С.

2. Среднеплавкие (С), температура каплепадения доходит до 100°С.

3. Тугоплавкие (Т), температура каплепадения более 100°С.

Другие буквы в марках универсальных смазок отражают их специфические свойства; В - водостойкая, Д - длительного хранения, М - морозостойкая, А – активированная, выдерживающая тяжелее нагрузки. Универсальные смазки расшифровываются так: УС -1 - универсальная среднеплавкая №1, УТB - универсальная тугоплавкая водостойкая.

При эксплуатации горного оборудования из низкоплавких смазок находят широкое применение технический вазелин (УН) и консервационная смазка (СХК). Загустителем в этих смазках служат твердые углероды. Вазелины можно использовать для смазки легконагруженных узлов трения, рабочая температура которых не превышает 50-60°C или для защиты от коррозии металлических поверхностей.

В универсальных среднеплавких смазках (солидолах) загустителем являются кальциевые мыла, стабилизатором – вода. Марка солидола (УС-1, УС-2 и УС-3) определяется количеством загустителя. Меньше всего загустителя в солидоле УС-1 и он является белее жидким. Ввиду того, что кальциевые мыла не растворимы в воде, солидолы рекомендуется применять для смазки узлов трения, работающих во влажной среде.

В последнее время стали широко применяться синтетические солидолы: пресс-солидол "С" и солидол - "С". В составе пресс солидола "С" количество мыла должно быть не менее 9% и его прочность равна 1 Г/см², у солидола "С" - мыла не менее 12% и прочность равна 2 Г/см².

Тугоплавкие смазки (консталины) изготовляется на натриевых мылах, растворимых в воде, и их температура каплепадения доходит до 190°С. Консталины рекомендуется применять для смазки узлов трения, имеющих высокую температуру нагрева и работающих в сухой атмосфере. Основные физико-механические свойства консистентных смазок приведены в табл. 1.

Таблица 1. Физико-механические свойства консистентных смазок.

В условиях шахт и карьеров очень важно знать простые методы определения свойств консистентных смазок и уметь их различать.

5.3 Определение показателей свойств консистентных смазок:

1. По внешнему осмотру определить: цвет, запах и консистенцию смазки. Данные осмотра занести в табл.2.

2. Определить наличие механических примесей. Для этого на чистое стекло размером 70x70x1 мм наносят слой толщиной 0,5 – 1,5 мм. Нанесенный слой смазки просматривают в проходящем свете и определяют наличие механических примесей.

3. После этого слой смазки закрывают вторым стеклом и передвигая стекло на ощупь, определяют абразивные механические примеси. Испытания повторяют не менее трех раз, нанося каждый раз на стекло новую порцию смазки. Результаты наблюдений заносят в табл.2.

4. Проверить расслаиваемость консистентной смазки. Нормальная консистентная смазка должна иметь однородную концентрацию. Признаком расслаивания смазки является наличие слоя минерального масла на ее поверхности. Для проверки на расслаиваемость в стеклянную пробирку помещают около 5 – 8 г смазки и медленно нагревают на спиртовой горелке до перехода смазки из пластического состояния в жидкое. Смазка считается хорошей, если в расплавленном состоянии она однородна и в ней нет кусочков мыла. Результаты наблюдений заносят в табл.2.

5. Определить температуру каплепадения. Исследование проводят на приборе Уббеладе (рис.1). Для этого исследуемую смазку плотно набивают в чашечку 1. В смазке не должно быть пузырьков воздуха. Излишек смазки срезают заподлицо с краями чашечки 1. В дне чашечки имеется отверстие, через которое падают капли расплавленной смазки. Чашечку помещают в металлическую гильзу 2, при этом наконечник термометра 3 входит в смазку. Собирают прибор. Собранный прибор при помощи пробки 4, находящейся на конце термометра 3, закрепляют внутри пробирки 5. Пробирку 5 с помощью проволочного зажима укрепляют в стакане с водой. Конец пробки 5 должен находиться на расстоянии 30/40 мм от дна стакана. Стакан с водой и помещенный в нем прибор Уббеладе ставят на электроплитку и нагревают со скоростью 1 -2 град/мин. При исследовании отмечают две температуры: размягчение, при которой из отверстия чашечки появляется капля смазки, и каплепадение, когда капля смазки отрывается от дна пробирки. Результаты наблюдений заносят в табл.2.

1 – чашечка; 2 – металлическая гильза; 3 – термометр; 4 – пробка;

5 – пробирка; 6 – фильтрованная бумага.

Рисунок 5.2– Прибор Убелладе:

5. Определить число пенетрации. Густота, или консистенция смазки характеризуется числом пенетраций. Другими словами, число пенетраций оценивает сопротивление, которое вызывает смазка погружению в нее стандартного конуса с иглой. Число пенетрации показывает глубину погружения конуса в десятых долях мм, в испытываемую смазку в течение 5 сек. Схема пенетрометра приведена на рис.2.

1 – кронштейн; 2 – диск прибора; 3 – винт; 4 – конус; 5 – цилиндр; 6 – плита.

Рисунок 5.3– Прибор для определения числа пенетрации:

Рисунок 5.4– Аппарат для определения пенетрации пластичных смазок микроконусами ПМ-1 (слева) и аппарат ПН–10Б для определения пенетрации

битумов (справа).

Для оценки пенетрации смазку тщательно перемешивают, плотно набивают цилиндр 5. Лишнюю смазку срезают ножом. Цилиндр со смазкой помещают на столик 6 пенетрометра. Освобождают винтом 3 стержень конуса 4, и по диску 2 регистрируют глубину погружения иглы за 5 секунд. Время фиксируют по секундомеру. Диск 5 проградуирован в десятых долях мм. Конус 4 выполнен в соответствии с ГОСТ 6793-78. Вес конуса равен 150 г. Считается, что чем глубже погружается конус, тем меньше консистенция смазки. Результаты наблюдений заносятся в табл. 2.

6. Проверить растворимость смазки и определить тип загустителя. Вид загустителя определяют следующим образом. Берут две пробирки и помещают в них стеклянной палочкой 2-3 г. исследуемой смазки. В первую пробирку до половины наливают дистиллированную воду. Смесь размешивают. Нагревают пробирку на спиртовой горелке до температуры, периодически её взбалтывают. Если вода в пробирке прозрачна, то можно сделать предварительный вывод, что загустителем в смазке является кальциевое мыло или углеводороды. Если вода в пробирке становится мутной, загуститель - натриевое мыло. В том случае, когда первоначальный опыт не позволяет сделать достаточное заключение, то вторую пробирку до половины наполняют авиационным бензином Б-70, который представляет собой бесцветную жидкость. Пробирку нагревают в стакане с горячей водой. Если смазка изготовлена на углеводородах, то она растворяется полностью, так как в бензинах растворяется основа - минеральное масло и углеводородный загуститель. Мыльные загустители в бензине не растворяются и остаются отдельными кусочками; в этом случае помутнение бензина происходит за счет растворения минерального масла. Результаты исследования записываются в табл.2.