Источник материала: Кузнецов А.И., Тимофеев Ф.В., Кузнецов А.А.,Кормилицына В.Е. Учебно-справочное пособие. Нефтепродукты. в 2 ч. Часть 1. Классификация, номенклатура, нормативные требования к качеству. Изд. Ульяновский государственный университет, Ульяновск, 2018 г. 249 с.
К группе антифрикционных смазок относятся смазки, предназначенные для уменьшения потерь на трение скольжения и износа сопряженных деталей.
1. Антифрикционные смазки общего назначения для обычных температур
Предназначены для применения в узлах трения с рабочей температурой до 70 0 С («Солидол С», «Пресс-Солидол С» по ГОСТ 4366-76 «Смазка солидол синтетический. Технические условия»; «Солидол Ж», «Пресс-Солидол Ж» по ГОСТ 1033-79 «Смазка солидол жировой. Технические условия»; смазка графитная «УссА» по ГОСТ 3333-80 «Смазка графитная. Технические условия»).
Смазки «Солидол С» и «Пресс-Солидол С», представляют собой смесь масел кислотно-щелочной (70%) и селективной (30%) очистки, загущены кальциевыми мылами кубовых остатков СЖК (С20 и выше) и низкомолекулярных СЖК С5-С6, обладают хорошей водостойкостью, коллоидной стабильностью и защитными свойствами, имеют малый диапазон рабочих температур (от минус 30 до 65 0 С) и низкую механическую стабильность, предназначены для использования в относительно грубых узлах трения механизмов и машин, шарнирах, винтовых и цепных передачах, тихоходных шестеренчатых редукторах. В качестве заменителей данных марок могут быть использованы смазки «Солидол Ж» и «Пресс-солидол Ж».
«Солидол-Ж» и «Пресс-солидол Ж» вырабатываются из смеси нефтяных масел средней вязкости, в качестве загустителя используются гидратированное кальциевое мыло жирных кислот природных жиров. Работоспособность смазок находится в температурных пределах от минус 35 до 65 0 С. Основное предназначение смазок – для смазки грубых узлов трения машин и механизмов транспортных средств, сельскохозяйственной техники, ручного и другого инструмента, винтовых и цепных передач, тихоходных шестеренчатых редукторов.
Графитная смазка «УссА», состоит из высоковязкого нефтяного масла, загущенного кальциевым мылом с добавлением 10% графита. Используется для смазки узлов трения скольжения тяжелонагруженных тихоходных механизмов, открытых зубчатых передач в интервале температур от минус 20 до 70 0 С. Для рессор и аналогичных устройств может использоваться при температурах ниже 20 0 С. заменяется смазками «Солидол С», «Солидол Ж» или «Литол-24» с добавлением 10 % графита.
Значения показателей качества вышеперечисленных смазок представлены в таблице 1.
Наименование
испытаний
Солидол С
Пресс-Солидол С
Пресс-Солидол Ж
Графитная
1
2
3
4
5
6
1. Внешний вид
Однородная мазь без комков коричневого цвета
Однородная мазь без комков от светло-желтого до темно-коричневого цвета
Однородная мазь, от темно-коричневого до черного цвета
2. Температура каплепадения, 0 С
–
–
≥ 78
≥ 77
ГОСТ 6793
3. Пенетрация при
— индекс разрушения (Кр)
— индекс тиксотропного восстановления (Кв) через 1 сутки
≤ 85
–
ГОСТ 19295
8. Массовая доля механических примесей, нерастворимых в соляной кислоте
отсутствие
–
ГОСТ 6479
9. Массовая доля воды, %
≤ 3,0
≤ 2,5
≤ 3
ГОСТ 2477
10. Массовая доля свободных щелочей в пересчете на NaOH, %
≤ 0,2
–
ГОСТ 6707
11. Испытание на коррозию
выдерживает
–
выд.
ГОСТ 9.080
12. Массовая доля свободных органических кислот
отсутствие
–
ГОСТ 6707
13. Массовая доля кальциевых мыл жировых кислот, входящих в состав естественных кислот, %
–
≥ 11,0
–
ГОСТ 5211
2. Антифрикционные смазки общего назначения для повышенных температур
Предназначены для использования в узлах трения с рабочей температурой до 110 0 С («Консталин-1» и «Консталин-2» по ГОСТ 1957-73 «Смазка консталин. Технические условия», смазка жировая «1-13» по ТУ 38.401-58-142-95 или «ЛУКОЙОЛ 1-13» по СТО 65561488-048-2013. Характеристики смазок представлены в таблице 2.
Наименование
Смазка «Консталин» вырабатывается из цилиндрового масла путем его загущения натриевыми мылами жирных кислот касторового масла, используется в узлах трения вентиляторов литейных машин, доменных и цементных печей, подшипниках качения железнодорожного транспорта и др. Работоспособность смазки находится в пределах температур от минус 20 до 110 0 С. Отрицательными характеристиками смазки являются низкая водостойкость, что при контакте с водой приводит к ее эмульгируемости и растворению.
Жировая смазка «1-13» по ТУ 38.401-58-142-95 представляет собой смесь нефтяных масел низкой и средней вязкости, загущенных натриевым мылом жирных кислот касторового масла, содержит незнгачительное количество кальциевого мыла тех же кислот. Характеристики работоспособности аналогичны смазке «Консталин», что позволяет ее использовать в качестве заменителя, а также предназначена для использования в подшипниках качения (скольжения), подшипниках электродвигателей, ступицах колес ряда типов автомобилей. Может быть заменена смазкой «Литол-24».
Смазка «ЛУКОЙОЛ 1-13» по характеристикам физико-химических показателей идентична смазке «1-13». Изготавливается из смеси нефтяных масел низкой и средней вязкости, загущается натриевым мылом жирных кислот касторового масла; содержит немного кальциевого мыла тех же жирных кислот. Рекомендована для применения в разнообразных подшипниках качения, реже – скольжения, подшипниках электродвигателей, ступиц колес устаревших автомобилей и др., работающих при темпе- ратурах от минус 20 до плюс 110 °С. В достаточно мощных механизмах сохраняет работоспособность при температурах до минус 40 °С.
3. Антифрикционные смазки многоцелевого назначения
К многоцелевым смазкам относятся смазки, предназначенные для использования в узлах трения с рабочей температурой в пределах: от минус 30 до 130 0 С в условиях повышенной влажности среды («Литол 24» и «Литол-24РК» по ГОСТ 21150-87 «Смазка ЛИТОЛ-24. Технические условия», «Фиол-2М» по ТУ 38.101233-75, «Герметин» по ТУ 0254-023-56194358-2008 с изм.1, «Алюмол» по ТУ 38.5901182-89).
Многоцелевая смазка «Литол-24», вырабатывается на основе нефтяных масел, с пределами вязкости 60-75 мм 2 /с при 50 0 С, загущается литиевым мылом 12-гидроксисстеариновой кислоты и содержит антиокислительные и вязкостные присадки. Предназанчена для подшипников качения и скольжения всех типов, шарниров, зубчатых и других передач, смазки поверхностей трения колесных и гусеничных машин, промышленного оборудования и электрических машин. Обладает высокой коллоидной стабильностью, стойкостью к химическим и механическим воздействиям, высокой водостойкостью. Работоспособность смазки находится в температурных пределах от минус 40 до 120 0 С.
Водостойкая, обладающая улучшенными противоизносными и противозадирными свойствами многофункциональная смазка «Фиол-2М», получаемая на основе смеси нефтяных масел, загущенных литиевым мылом 12-гидроксистеариновой кислоты, содержащая вязкостную и антиокислительную присадки, предназначена для использования в легконагруженных малогабаритных подшипниках качения и скольжения автомобильного электрооборудования, высокооборотных подшипниках электроверетен, оси октан-корректора прерывателя-распределителя автомобилей в температурных условиях эксплуатации от минус 40 до 120 0 С.
Литиевая смазка «Герметин» (А-Ли-Си-0/13-3 по ГОСТ 23258-78), получаемая путем загущения литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты смеси нефтяных масел. При изготовлении используют антиокислительные, адгезионные, антикоррозионные и противоизносные присадки. Смазка предназначена для использования в качестве антифрикционной смазки в узлах трения различных машин и оборудования, а также для герметизации пробковых кранов бытовой газовой аппаратуры при температурах эксплуатации от минус 40 до 130 0 С. Смазка обеспечивает герметичность крановой группы, легкость проворота пробки крана, надежность работы запорно-регулировочной арматуры, отсутствие заклиниваний крана при наработке не менее 40000 циклов.
Смазка «Алюмол», представляет собой нефтяное масло, загущенное комплексным алюминиевым мылом, содержащее комплекс присадок антиокислительного, антикоррозионного и продивоизносного действия. Обладает хорошей водостойкостью и адгезионными свойствами. Работоспособна при температурах от минус 40 до 150 0 С. Применяется для смазки подшипников и других узлов трения машин и механизмов различных типов.
Значения показателей качества многоцелевых смазок представлены в таблице 3.
4. Термостойкие антифрикционные смазки
Термостойкие смазки, предназначены для использования в узлах трения с рабочей температурой от 150 0 С и выше. К термостойким антифрикционным смазкам относятся: «ЦИАТИМ-221» по ГОСТ 9433-80 «Смазка ЦИАТИМ-221. Технические условия»; «ВНИИ НП-207» по ГОСТ 19774-74 «Смазка ВНИИ НП-207. Технические условия»; «ВНИИ НП-246» по ГОСТ 18852-73 «Смазка ВНИИ НП-246. Технические условия»; «ПФМС-4С» по ТУ 6.02.917-79 (табл. 4).
Наименование
испытаний
Литол
(-)
265-295
220-250
220-280
ГОСТ 5346
4. Предел прочности на сдвиг, Па, при температуре:
–
ГОСТ 7143
5. Смазывающие свойства, определяемые на ЧШМТ при (20±5) 0 С:
нагрузка сваривания Н
критическая нагрузка, Н индекс задира
1410
—
ГОСТ 7163
9. Содержание меха-нических примесей, %
≤ 0,05
Отсутствие
ГОСТ 6479
10. Содержание воды, %
Отсутствие
–
Отсутствие
ГОСТ 2477
11. Испытание на коррозию
Выдерживает
–
–
ГОСТ 9.080
12. Набухание резины марки 26-44, %
изменение твердости
±8 (-)
–
ГОСТ 9.030 метод А
13. Испаряемость при 120 0 С, %:
≤ 6 (10)
–
–
–
ГОСТ 9566
Наименование
показателя
–
ГОСТ 7163
7. Температура затвердевания, 0 С
–
–
–
≤ минус 30
8. Содержание воды, %
Отсутствие
–
Отс.
ГОСТ 2477
9. Массовая доля щелочей в пересчете на NaOH, %
≤0,08
≤ 0,15
–
Отс.
ГОСТ 6707
10. Коррозионное воздействие на металлы
Выдерживает
ГОСТ 9.080
11. Испаряемость, %:
≤ 16
ГОСТ 9566
12. Стабильность против окисления, мг КОН на 1 г смазки
–
≤ 1,0
–
–
ГОСТ 5734
13. Реакция среды (рН водной вытяжки)
–
–
–
6-8
ГОСТ 20841.4
14. Коллоидная стабильность, %, выделенного масла
≤ 7,0
При нагрузке 300 г
≤ 6,0
≤ 10
≤ 10
ГОСТ 7142
Для использования в авиационных узлах трения, тихоходных подшипниках качения, винтовых шариковых передачах и резьбовых соединениях в диапазоне температур от минус 30 до 300 (кратковременно 400 0 С) может применяться смазка «ПФМС-4С». Данная смазка представляет собой полиметилфенилсилоксановую жидкость, загущенную коллоидным графитом и по своим реологическим свойствам, занимающая промежуточное положение между смазками и пастами. Обладает повышенными противозадирными свойствами и низкой испаряемостью.
5. Морозостойкие антифрикционные смазки
Морозостойкие смазки, предназначены для использования в узлах трения при рабочей температуре от минус 40 0 С и ниже. Вырабатываются следующие марки морозостойких смазок: «ЦИАТИМ-201» по ГОСТ 6267-74 «Смазка ЦИАТИМ-201. Технические условия»; «МС-70» по ГОСТ 9762-76 «Смазка МС-70. Технические условия»; «ЦИАТИМ-203» по ГОСТ 8773-73 «ЦИАТИМ-203. Технические условия»; «ГОИ-54п» по ГОСТ 3276-89 «Смазка пластичная ГОИ-54п. Технические условия»; «ВНИИ НП-257» по ГОСТ 16105-70 «Смазка ВНИИ НП-257. Технические условия». Физико-химические характеристики морозостойких антифрикционных смазок представлены в таблице 5.
Все большую популярность в последнее время приобретает такой вид смазочных материалов как антифрикционные покрытия (АФП, или сухие смазки). Их применение позволяет решать целый комплекс проблем, связанных с потерями на трение в движущихся узлах. Во многих случаях АФП демонстрируют лучшую результативность по сравнению с традиционными пластичными смазками и полностью их заменяют.
По текстуре и внешнему виду покрытия напоминают краски, но вместо пигмента они содержат высокодисперсные частицы твердых наполнителей, обладающих стабильно низким коэффициентом трения и хорошим смазочным эффектом.
Самыми распространенными твердыми смазками в составе АФП являются дисульфид молибдена, поляризованный графит и политетрафторэтилен (ПТФЭ). Первые два вещества придают покрытиям способность выдерживать очень высокие нагрузки, материалы на основе ПТФЭ максимально смягчают трение сопряженных поверхностей за счет создания очень гладкого защитного слоя.
Твердые смазки равномерно распределены в смеси связующих компонентов: эпоксидных, акриловых, фенольных и других смол, титанатов, полиуретанов и пр. Благодаря им обеспечивается отличная адгезия покрытий.
Растворители в составе АФП предназначены для равномерного распределения твердых частиц и связующих на субстрате. Практически сразу после нанесения покрытия они испаряются.
Толщина слоя легко контролируется и может составлять от 5 до 20 мкм, что практически не влияет на исходную точность размеров детали.
Сухие смазки наносятся широкоизвестными методами окрашивания: кистью, окунанием, трафаретной печатью или распылением. Последний способ – очень быстрый и удобный, поэтому АФП в аэрозольных баллонах наиболее популярны.
В данном обзоре мы собрали сведения о самых известных антифрикционных покрытиях и составили их рейтинг, руководствуясь комплексом свойств, доступностью и стоимостью материалов.
MODENGY 1001
MODENGY 1001
Высокоэффективное антифрикционное твердосмазочное покрытие с дисульфидом молибдена и графитом на неорганическом связующем, отверждаемое при комнатной температуре.
После нанесения АФП MODENGY 1001 растворитель, содержащийся в покрытии, испаряется, а связующее вещество образует полимерную матрицу, прочно удерживающую частицы твердых смазок.
Мелкодисперсный порошок дисульфида молибдена и графита выравнивает обработанные поверхности, заполняя микронеровности и впадины. Прочная смазочная пленка максимально снижает коэффициент трения и предотвращает скачкообразное движение деталей, что приводит к минимизации их износа.
В отличие от обычных смазок, покрытие MODENGY 1001 не создает липкого слоя, который накапливает пыль и другие абразивные частицы. Именно поэтому его применение особенно эффективно в запыленной среде.
MODENGY 1001 применяется в подшипниках и направляющих скольжения, зубчатых передачах, шлицевых и шпоночных соединениях, а также других узлах с парами трения металл-металл.
Помимо отличных эксплуатационных характеристик, покрытие MODENGY имеет еще одно, очень существенное, преимущество – малое время полимеризации. Состав полностью застывает за 15 минут при комнатной температуре. При этом цена у него доступная, так как материал отечественного производства.
Фасовки
EFELE AF 511 Spray
EFELE AF 511 Spray
Отличное антифрикционное покрытие на основе дисульфида молибдена и графита с неорганическим связующим, отверждаемое при комнатной температуре.
EFELE AF 511 Spray обладает отличной морозо- и термостойкостью, не вымывается водой, не окисляется под действием агрессивных сред, не испаряется, не коксуется и не выгорает.
Покрытие предотвращает схватывания, задиры и заедания, отлично «сцепляется» с поверхностью и не выдавливается из зоны трения даже при больших нагрузках.
Производителем заявлена работоспособность EFELE в условиях радиации, вакуума и космоса.
Сухая смазка EFELE AF 511 может использоваться как в промышленности (металлургии, металло- и деревообработке, машиностроении, переработке полимеров, полиграфии и пр.), так и в быту – для обработки резьбовых соединений, дверных петель и замков, шарниров, оконной фурнитуры, рабочего инструмента.
Покрытие так же находит применение в сфере обслуживания автомобилей: для защиты замков, петель, шарниров, колесные болтов, шлицевых соединений, направляющих люков, салазок сидений от повышенного трения и износа.
В течение 10 минут после нанесения EFELE AF 511 становится нелипким на ощупь, а полностью полимеризуется по прошествии 2 часов.
Цена покрытия EFELE AF 511 Spray достаточно демократична для данного вида материалов, особенно если сравнивать ее со стоимостью импортных аналогов.
Оптимальное соотношение цены и качества давно привлекло внимание к данному АФП. Для более близкого знакомства с ним предлагаем посмотреть видеообзор.
Фасовки
Molykote D-321 R
Molykote D-321 R
Антифрикционное покрытие на основе дисульфида молибдена и графита с титанатовым связующим, отверждаемое при нормальной температуре.
По составу данное АФП схоже с предыдущим материалом – те же твердые смазочные частицы, неорганическое связующее и растворитель, испаряющийся сразу после нанесения. Ожидаемо, что функции и свойства покрытий так же близки.
Данное покрытие предупреждает скачкообразное движение пар трения, их схватывания, задиры и заедания, бринеллирование (в том числе ложное) и фреттинг-коррозию. Минимизируя коэффициента трения контактирующих поверхностей, материал обеспечивает стабильное усилие затяжки и исключает проблему затрудненного монтажа/демонтажа различных соединений.
Осуществляя технологию сухой смазки, Molykote D-321 R препятствует налипанию пыли на обработанные поверхности, а также проникновению абразивных частиц в закрытый смазанный узел. Тем самым АФП существенно снижает интенсивность абразивного изнашивания.
Смазочный материал не разрушается под влиянием химически агрессивных сред, не стекает и не выбрасывается под действием центробежных сил. Тем самым он исключает частое повторное смазывание.
Так же, как и EFELE AF 511, покрытие Molykote D-321 R работоспособно в условиях вакуума.
Благодаря аэрозольной фасовке, оно эффективно проникает даже к труднодоступным точкам смазки. Высыхание покрытия происходит в течение 5-10 минут при комнатной температуре, полная полимеризация – через 2 часа.
Molykote D-321 R имеет рекомендации известных производителей промышленного оборудования: ALFA LAVAL, Velan, Atlas Copco, Emerson Process Management, Flowserve, IMA, KSB, Metso, Rexnord, Tyco.
Импортное производство и одобрения зарубежных компаний – это, с одной стороны, несомненный плюс покрытия Molykote, но с другой стороны – причина его высокой стоимости (баллон АФП в два раза дороже российских MODENGY и EFELE, аналогичных по свойствам).
Антифрикционное покрытие – важнейший элемент в конструкции различных механизмов. Специальные вещества, наносимые на поверхность деталей, помогают стабилизировать работу сложного оборудования, упрощают проведение ремонтных и монтажных работ, обеспечивают элементы техники смазкой, необходимой для их взаимодействия и длительного функционирования без сбоев и поломок.
Понятие и назначение
Антифрикционные покрытия – особые смазочные материалы, снижающие коэффициент трения между движущимися частями механизмов. В их составе задействуют высокодисперсные частицы твердых смазочных материалов. Смеси обладают стабильно невысоким уровнем трения и обеспечивают необходимый смазочный эффект.
Условия эксплуатации различных механизмов неодинаковые. Техника используется в пыли, при высоких температурах и механических нагрузках. Смазывающая масляная пленка, предусмотренная между подвижными деталями, быстро повреждается и перестает выполнять свои функции. В результате повышается коэффициент трения, механизмы изнашиваются значительно быстрее, что приводит к остановке или к полной поломке оборудования. Использование антифрикционных материалов в подвижных узлах снижает вероятность износа компонентов, повышается надежность, срок эксплуатации деталей и механизмов в целом.
Преимущества
Разновидности
Антифрикционное покрытие подбирается исходя их типа трения, существующего в том или ином механизме:
Антифрикционные покрытия также делятся на 3 класса.
Металлические
Создаются на основе металлических частиц, характеризующихся низкими показателями трения и высокой теплопроводностью. Предназначены для использования в сфере жидкостного трения. Материалы состоят из 2 разновидностей сплавов: с мягкой матрицей и твердыми включениями, с твердой матрицей и мягкими включениями. К первой группе относятся баббиты и сплавы на основе меди, бронзы и латуни. Ко второму – свинцовая бронза и сплавы алюминия с оловом.
Неметаллические
Большая группа веществ, включающая разновидности соединений, в которых не содержится металл. Все составы делятся на графитовые и полимерные. Графитовые вещества используются в качестве дополнительного компонента во втулках и подшипниках. В их состав также входит текстолит, из которого делают подшипники прокатных станков, гребных винтов и гидравлических машин. Они могут функционировать в тяжелых условиях, быстро охлаждаясь с помощью воды.
Полимерные вещества используются во втулках, в качестве присадок к смазкам для формирования защитного слоя на деталях. Достоинства полимеров: невысокий коэффициент трения, устойчивость к износу и коррозии.
Комбинированные
В состав входят металлические и неметаллические компоненты. Вещества чаще всего используются при производстве сменных деталей. Например, вкладышей, металлофторопластовых подшипников и т.д. Компоненты совмещают прочность и теплопроводность металлической основы, высокую теплопроводность и противозадирные показатели напеченного пористого слоя, сделанного из сферических частиц антифрикционного сплава.
Антифрикционные добавки
Это соединения, которые добавляются в смазочный состав для улучшения свойств и образования дополнительного покрытия, продлевающего срок службы деталей. Существует несколько разновидностей добавок:
Сфера применения
Антифрикционные покрытия могут задействоваться в любом механизме, где есть подвижные компоненты. Практически все двигатели, шарниры, редукторы и передаточные устройства должны иметь в конструкции вещества, улучшающие скольжение. Конкретный состав материалов устанавливается разработчиками оборудования и вносится в конструкторские бумаги. Применение антифрикционных веществ, не входящих в базовую комплектацию механизмов, также рекомендуется производителями.
Производители
Многие компании занимают выпуском антифрикционных покрытий, но самые качественные составы производят следующие бренды.
Molykote
Антифрикционные покрытия Molykote образуют на поверхности соприкасающихся деталей скользкую пленку, которая покрывает неровности, оптимизируя коэффициент трения в парах: металл/металл, металл/пластик или пластик/пластик. Использование веществ Molykote эффективно в условиях сверхвысокого давления и других агрессивных воздействий внутренней и внешней среды. Составы отличаются высокой несущей способностью, широким температурным диапазоном работы, отличной адгезией и надежной защитой от коррозийного истирания. Покрытия наносятся с помощью традиционных способов окрашивания: распыление, погружение, обработка щеткой.
Efele
Антифрикционные составы Efele эффективны в условиях сильных нагрузок, высоких и низких температур. Покрытия снижают уровень трения между соприкасающимися деталями, характеризуются высокими показателями адгезии, быстрой полимеризацией (застывают за 10 минут в виде тонкой пленки, толщиной 15-20 микрон) без снижения свойств и производительности. Под брендом Efele выпускаются не только жидкие, но и твердые смазочные составы, которые эффективно препятствует прямому контакту соприкасающихся поверхностей, минимизируя износ. Сухая смазка предотвращает налипание пыли и абразивных частиц. Область применения – большинство существующих механизмов.
Weicon
Покрытия Weicon отличаются устойчивостью, эффективной работой в условиях высоких температур и давления, препятствует воздействию большинства агрессивных химических соединений. В отдельных составах используется молибден, с помощью которого вещество создает на поверхности пыле-, грязе- и водозащитный слой, обеспечивающий чистое скольжение, снижение трения и шума от работы деталей. Смазки данной марки могут использоваться в механизмах, где запрещено применение масляных веществ. Чаще всего составы используются в ходовых и направляющих транспортных средств, конвейерных лентах, роликах режущих инструментов, секционных ворот и погрузочных мостов.
