Смазка — это твердая или полутвердая смазка, образованная дисперсией загустителей в жидкой смазке. Смазка обычно состоит из мыла, эмульгированного с минеральным или растительным маслом .
Общей чертой смазок является то, что они обладают высокой начальной вязкостью , которая при приложении сдвига падает, создавая эффект подшипника, смазываемого маслом, примерно такой же вязкости, как и базовое масло, используемое в смазке. Это изменение вязкости называется истончением при сдвиге . Термин «смазка» иногда используется для описания смазочных материалов, которые представляют собой просто мягкие твердые тела или высоковязкие жидкости, но эти материалы не проявляют свойств истончения при сдвиге, характерных для классической смазки. Например, вазелиновые масла , такие как вазелин, обычно не классифицируются как смазки.
Консистентные смазки применяются в механизмах, которые можно смазывать только изредка и где смазочное масло не удерживается на месте. Они также действуют как герметики, предотвращая попадание воды и несжимаемых материалов. Подшипники, смазываемые консистентной смазкой, имеют более высокие фрикционные характеристики из-за их высокой вязкости.
Настоящая смазка состоит из масла или другой жидкой смазки, смешанной с загустителем, обычно мылом , для образования твердого или полутвердого вещества. [1] Смазки обычно являются разжижающимися при сдвиге или псевдопластичными жидкостями , что означает, что вязкость жидкости уменьшается под действием напряжения сдвига . После того, как к смазке приложено достаточное усилие для сдвига, вязкость падает и приближается к вязкости базовой смазки, такой как минеральное масло. Это внезапное падение усилия сдвига означает, что смазка считается пластичной жидкостью, а уменьшение усилия сдвига со временем делает ее тиксотропной . Некоторые смазки являются реотропными, то есть они становятся более вязкими при работе. [2] Смазку часто наносят с помощью смазочного пистолета , который наносит смазку на смазываемую деталь под давлением, заставляя твердую смазку попадать в пространства в детали.
Мыла являются наиболее распространенным эмульгирующим агентом, и выбор типа мыла определяется применением. [3] Мыла включают стеарат кальция , стеарат натрия , стеарат лития , а также смеси этих компонентов. Также используются производные жирных кислот, отличные от стеаратов, особенно 12-гидроксистеарат лития . Природа мыла влияет на термостойкость (относительно вязкости), водостойкость и химическую стабильность получаемой смазки. Сульфонаты кальция и полимочевины становятся все более распространенными загустителями смазок, не основанными на металлических мылах. [4] [5]
Порошкообразные твердые вещества также могут использоваться в качестве загустителей, особенно в качестве абсорбирующих глин, таких как бентонит . Смазки на основе жирных масел также готовятся с другими загустителями, такими как смола , графит или слюда , которые также увеличивают долговечность смазки. Силиконовые смазки обычно загущаются кремнием .
Смазки на основе лития являются наиболее распространенными; смазки на основе натрия и лития имеют более высокую температуру плавления ( температуру каплепадения ), чем смазки на основе кальция, но не устойчивы к воздействию воды . Смазка на основе лития имеет температуру каплепадения от 190 до 220 °C (от 374 до 428 °F). Однако максимальная температура использования смазки на основе лития составляет 120 °C.
Количество жира в образце можно определить в лаборатории путем экстракции растворителем с последующим, например, гравиметрическим определением. [6]
Некоторые смазки имеют маркировку «EP», что означает « экстремальное давление ». Под высоким давлением или ударной нагрузкой обычная смазка может сжиматься до такой степени, что смазанные детали вступают в физический контакт, вызывая трение и износ. Смазки EP обладают повышенной устойчивостью к разрыву пленки, образуют жертвенные покрытия на поверхности металла для защиты в случае разрыва пленки или включают твердые смазочные вещества, такие как графит , дисульфид молибдена или гексагональный нитрид бора (hBN), чтобы обеспечить защиту даже без остатка смазки. [3]
Твердые добавки, такие как медный или керамический порошок (чаще всего hBN), добавляются в некоторые смазки для статического высокого давления и/или высоких температур, или там, где коррозия может помешать разборке компонентов на более поздних этапах их эксплуатации. Эти соединения работают как разделительный агент . [7] [8] Твердые добавки нельзя использовать в подшипниках из-за жестких допусков. Твердые добавки вызовут повышенный износ подшипников. [ необходима цитата ]
Смазка из ранних египетских или римских эпох, как полагают, была приготовлена путем соединения извести с оливковым маслом . Известь омыляет часть триглицерида , который входит в состав масла, чтобы получить кальциевую смазку. В середине 19-го века мыла намеренно добавлялись в качестве загустителей в масла. [9] На протяжении столетий в качестве смазок использовались всевозможные материалы. Например, черные слизни Arion ater использовались в качестве осевой смазки для смазывания деревянных осей или телег в Швеции. [10]
Разработанный совместно ASTM International , Национальным институтом смазочных материалов (NLGI) и SAE International , стандарт ASTM D4950 «Стандартная классификация и спецификация для автомобильных сервисных смазок» был впервые опубликован в 1989 году ASTM International. Он классифицирует смазки, подходящие для смазывания компонентов шасси и подшипников колес транспортных средств, на основе эксплуатационных требований, используя коды, принятые из «системы классификации обслуживания шасси и подшипников колес» NLGI :
Определенная категория производительности может включать смазки различной консистенции. [11]
Мера консистенции смазки обычно выражается числом консистенции NLGI .
Основные элементы стандарта ATSM D4950 и классификации консистенции NLGI воспроизведены и описаны в стандарте SAE J310 «Автомобильные смазки», опубликованном SAE International.
Стандарт ISO 6743-9 «Смазочные материалы, промышленные масла и родственные продукты (класс L) — классификация — часть 9: семейство X (смазки)» , впервые выпущенный в 1987 году Международной организацией по стандартизации , устанавливает подробную классификацию смазок, используемых для смазывания оборудования, компонентов машин, транспортных средств и т. д. Он присваивает каждой смазке единый многокомпонентный код на основе ее эксплуатационных свойств (включая температурный диапазон, воздействие воды, нагрузки и т. д.) и ее номера консистенции NLGI. [12]
Силиконовая смазка изготавливается на основе силиконового масла , обычно загущенного аморфным пирогенным диоксидом кремния .
Фторполимеры, содержащие COC (эфир) с фтором (F), связанным с углеродом. Они более гибкие и часто используются в сложных условиях из-за своей инертности. Яркими примерами являются Fomblin от Solvay Solexis и Krytox от duPont .
Смазки Apiezon, на основе силикона и фторэфира обычно используются в лабораториях для смазывания запорных кранов и шлифованных стеклянных соединений. Смазка помогает предотвратить «замерзание» соединений, а также обеспечивает надлежащую герметизацию высоковакуумных систем. Смазки Apiezon или аналогичные углеводородные на основе являются самыми дешевыми и наиболее подходящими для высоковакуумных приложений. Однако они растворяются во многих органических растворителях . Это качество делает очистку пентаном или гексаном тривиальной, но также легко приводит к загрязнению реакционных смесей.
Смазки на основе силикона дешевле смазок на основе фторэфира. Они относительно инертны и, как правило, не влияют на реакции, хотя реакционные смеси часто загрязняются (определяется с помощью ЯМР вблизи δ 0 [13] ). Смазки на основе силикона нелегко удалить растворителем, но они эффективно удаляются путем замачивания в базовой ванне.
Смазки на основе фторэфиров инертны ко многим веществам, включая растворители, кислоты , основания и окислители . Однако они дороги и их нелегко очистить.
Пищевые смазки — это те смазки, которые могут контактировать с пищей и, как таковые, должны быть безопасными для усвоения. Пищевые смазочные масла, как правило, являются нефтехимическими продуктами с низким содержанием серы, менее легко окисляются и эмульгируются. Другое часто используемое поли-α-олефиновое базовое масло также. [ необходимо разъяснение ] Министерство сельского хозяйства США (USDA) имеет три обозначения пищевых смазок: H1, H2 и H3. Смазки H1 — это пищевые смазочные материалы, используемые в пищевой промышленности, где существует вероятность случайного контакта с пищей. Смазки H2 — это промышленные смазочные материалы, используемые на оборудовании и деталях машин в местах, где нет возможности контакта. Смазки H3 — это пищевые смазочные материалы, как правило, пищевые масла, используемые для предотвращения ржавчины на крюках, тележках и аналогичном оборудовании. [ необходима цитата ]
В некоторых случаях смазка и высокая вязкость смазки желательны в ситуациях, когда требуются нетоксичные материалы на немасляной основе. Карбоксиметилцеллюлоза , или КМЦ, является одним из популярных материалов, используемых для создания аналога смазок на водной основе. КМЦ служит как для загущения раствора, так и для добавления смазывающего эффекта, и часто для дополнительной смазки добавляются смазки на основе силикона. Наиболее известным примером этого типа смазки, используемой в качестве хирургической и личной смазки , является KY Jelly .
Пробковая смазка — это смазочный материал, используемый для смазывания пробки, например, в духовых музыкальных инструментах. Обычно наносится с помощью небольших аппликаторов, похожих на бальзам для губ или помаду. [14]
{{cite journal}}: |author=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
В этой статье использован текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Ward, Artemas (1911). «The Grocer's Encyclopedia». The Grocer's Encyclopedia .Новое местоположение: Перейдите на главную страницу USACE > [Публикации] > [Руководства для инженеров] > [EM 1110-2-1424 Смазочные материалы и гидравлические жидкости]