пластичні мастила

У машинах і механізмах є різні вузли тертя (підшипники, ресори, деякі зубчасті передачі, карданні з'єднання тощо), які не вдається змазувати рідкою оливою, тому що до них не можна або невигідно її безперервно подавати. Для мащення цих вузлів використовують пла­стичні мастила (за старою системою класифікації — консистентні).

Пластичні мастила — це мінеральні оливи, згущені до мазеподіб­ного стану. В країнах СНД випускається близько 200 марок пластич­них мастил різного призначення.

Вузли тертя, що змазуються пластичним мастилом, простіші в обслуговуванні, не так часто потребують заміни мастила, постійного нагляду за їхньою роботою.

Мастило за своїм складом є складною речовиною. В найпрос­тішому випадку вона складається з двох компонентів — оливної ос­нови (дисперсне середовище) та твердого загусника (дисперсна фаза).

Кількість загусника в мастилах лежить у межах 5 .30 % (най­частіше 1 .20 %). Він і визначає основні характеристики мастила.

Для перемішування оливи із загусником частину останнього вби­рає олива та розбухає, створюючи структурний каркас мастила. При цьому в чашечках, утворених частинками загусника, що встиг роз­бухнути, знаходиться рідка олива. В такому вигляді мастило нагадує грудку вати, просочену рідиною. Структурний каркас не міцний і при невеликому навантаженні руйнується; тоді олива починає текти, наближаючись до рідкого стану. Цим і забезпечується надійне ма­щення вузлів тертя. Проте, як тільки мастило вивільниться від на­вантаження, воно зразу немовби застигає та міцно утримується на деталях, не стікаючи з них. Ця властивість пластичних мастил дає змогу використовувати їх в негерметизованих, слабко герметизова­них або зношених вузлах тертя.

Більшість мастил мають у своєму складі 80 .90 % нафтових або синтетичних олив, до яких з метою надання їм пластичності вводять 10 .20 % того чи іншого загусника. Крім того, пластичні мастила мо­жуть містити до 5 % води і до 10 % графіту, стабілізатори та інші ре­човини.

Як загусник найчастіше застосовують мила різних металів (нат­рієві, літієві кальцієві), тверді вуглеводні (парафін, церезин і їх су­міші), які здобувають з нафти та інших речовин.

Для виготовлення мильних загусників використовують індивіду­альні жирні кислоти, які одержують із природних жирів та синтетич­них жирних кислот. Перші мастила дістали назву жирових, а другі — синтетичних.

Вуглеводні мастила здобувають сплавленням нафтової оливи з твердими вуглеводнями. Вони мають невисоку температуру плавлен­ня, абсолютно не розчинні у воді, крізь них слабко просочуються во­дяні пари. Ці мастила легко наносяться зануренням деталі в мастиль­ний розплав або за допомогою щітки. Навіть тонкий шар вуглевод­невого мастила (близько 0,5 мм) надійно захищає поверхню від шкідливої дії води та пари. Виходячи з цього, виготовляють такі мас­тила як консерваційні та захисні.

Основні експлуатаційні властивості

До основних властивостей пластичних мастил належать водостій­кість, температура крапання, пенетрація, колоїдна стабільність, ан­тикорозійні та захисні (консерваційні) властивості тощо.

Водостійкість характеризує властивість пластичного мастила не руйнуватись під дією води. Ця властивість визначається зануренням досліджуваного мастила в теплу воду. Неводостійке мастило через 10 .15 хв розчиняється. За цією ознакою мастила поділяють на водо­стійкі та неводостійкі.

Температура крапання — це температура падіння першої краплі пластичного нафтопродукту, який нагрівають у капсулі спеціального термометра.

Температура крапання мастила визначає верхню температурну Межу його використання. Вважається, що мастило можна застосову­вати при температурі, на 15 .20 °С нижчій від температури крапання.

За цією температурою, яка в основному залежить від типу загусника мастила поділяють на низько-, середньо- та тугоплавкі.

Пенетрацією називаються умовний показник механічних власти­востей мастил, що чисельно дорівнює глибині проникнення в нього стандартного приладу (конуса), вираженої в десятих частках мілімет­ра. Ця величина характеризує консистентність (густину) мастила, тобто його властивість нести навантаження і чинити опір витіснен­ню з підшипника. Пенетрацію визначають на спеціальному приладі (пенетрометрі), що показує число пенетрації. У позначення мастила входить клас консистенції, який встановлюється залежно від значен­ня числа пенетрації: 00, 0, 1,2, 3, . 7, (див. нижче).

Колоїдна стабільність означає здатність мастила протидіяти ви­діленню оливи під дією навантаження. Вона виражає у відсотках кількість мастила, що виділилось від узятої для випробування його кількості.

Випаровуваність виражає у відсотках кількість мастила, яке випа­рувалось від узятої для випробування його кількості. Процеси випа­ровування і втрати колоїдної стабільності призводять до підвищення концентрації загусника в мастилах, порушенню їхньої однорідності та зниженню пластичності.

Границя міцності — це мінімальне напруження зсуву під дією іне­рційних сил, при якому мастило починає текти внаслідок руйнуван­ня каркаса, створеного загусником. Границя міцності визначає здат­ність мастил утримуватись на поверхні деталей за наявності сили інерції, її визначають на спеціальному приладі — ротаційному плас-товіскозіметрі.

В'язкість пластичних мастил залежить від швидкості деформації й оцінюється ефективною в'язкістю, під якою розуміють в'язкість н'ютонівської рідини, яка при заданому режимі течії чинить такий самий опір зсуву, як і мастило. Крім того, треба знати в'язкісно-швидкісну характеристику — відношення значень в'язкості мастил при сталій температурі, але при двох різних швидкостях деформації. Експлуатаційні характеристики мастил поліпшуються при зниженні їхньої в'язкості, але зношування тертьових деталей при цьому збіль­шується.

В'язкісні властивості мастил визначаються при температурі 70 .100 °С на автоматичних капілярних віскозіметрах типу АКБ, в яких мастило за допомогою пружини продавлюється із змінною швидкістю крізь капіляр.

Механічна стабільність характеризує властивість мастил проти­діяти руйнуванню під навантаженням. Мастило з поганою механіч­ною стабільністю швидко руйнується, розширюється і витікає з вуз­лів тертя. Таким чином, механічна стабільність впливає на границю міцності та в'язкість мастила. Коли воно не працює, ці показники не змінюються або підвищуються, внаслідок чого мастило може за­тверднути й у подальшому не надходитиме до робочих поверхонь з усіма негативними наслідками. Механічна стабільність мастила ви­значається на приладі, який називається тиксометром (на ньому оцінюють границю міцності до та після руйнування мастила).

Під хімічною стабільністю розуміють стійкість мастила до окиснення повітрям. Окиснення призводить до зміни кислотного числа та зменшення границі міцності мастила на зсув. Таке явище, як правило, спостерігається при підвищених температурах (понад 100 °С).

Під протикорозійними властивостями розуміють відсутність ко­розійного впливу мастила на металеві поверхні.

У процесі роботи та зберігання корозійні властивості мастил зна­чно знижуються внаслідок їх окиснення. У зв'язку з цим після довго­го зберігання їх слід перевірити зануренням у них металевих пласти­нок й оглядом їхньої поверхні після витримки при підвищеній тем­пературі протягом певного часу.

Захисні (консерваційні) властивості визначають здатність мастила за­побігати корозійному впливу навколишнього середовища на металеву по­верхню. Консерваційні властивості мастил залежать від їхньої здат­ності утримуватись на поверхні металу, не стікаючи, а також від колоїд­ної та хімічної стабільності, водостійкості, повітропроникності. Кон­серваційні мастила мають запобігати корозії металів в умовах 100 % -ї вологості протягом багатьох місяців і навіть років. Випробування проводять під водою в ексикаторі або в камерах вологості (див. нижче).

Класифікація та маркування пластичних мастил