Что такое пластичная смазка?
Пластичная (консистентная) смазка – это высоковязкий смазочный материал, состоящий из базового масла, загущенного различными веществами, такими как мыла, органические или неорганические соединения, углеводороды и полимеры. Благодаря тиксотропным свойствам, высокой адгезии и устойчивости к внешним факторам, пластичные смазки обеспечивают длительную защиту узлов трения, предотвращая износ, коррозию и утечку смазки даже в негерметичных механизмах. Они применяются в подшипниках, редукторах, амортизаторах, цепных и винтовых передачах, а также для консервации металлических поверхностей.
Основные функции пластичных смазок
- Уменьшение трения и износа металлических поверхностей
- Обеспечение длительной смазки без необходимости частой замены
- Защита от коррозии в агрессивных средах
- Герметизация узлов для предотвращения загрязнения
- Снижение шумов и вибрации при работе механизмов
- Стабильность в условиях высоких температур и механических нагрузок
Состав пластичных смазок
Пластичные смазки состоят из трех ключевых компонентов:
Доля компонентов в пластичной смазке
Базовые масла в составе пластичных смазок
Базовое масло – ключевой компонент пластичной смазки, определяющий её вязкость, термоокислительную стабильность, испаряемость и устойчивость к нагрузкам. От типа базового масла зависит срок службы смазки, её работоспособность в условиях высоких нагрузок, температурных перепадов и агрессивных сред.
Какие типы базовых масел используются?
- Минеральные масла – классические базовые масла, полученные из нефти, доступные и универсальные.
- Гидрокрекинговые масла (Группа III) – высокоочищенные минеральные масла с улучшенными характеристиками, приближающимися к синтетическим.
- Синтетические масла (Группа IV, ПАО & Эстеры) – обладают высокой термостойкостью, низкой испаряемостью и стабильностью в широком диапазоне температур.
- Белые масла – очищенные минеральные масла фармацевтического качества, применяемые в медицине, пищевой и косметической промышленности.
- Растительные масла – биосмазочные материалы на основе касторового или других растительных масел, используемые в пищевой и экологически безопасной продукции.
Минеральные масла (Группы I–III по API)
Минеральные масла получают путем переработки нефти и отличаются степенью очистки. Они обладают хорошей совместимостью с загустителями и стабильными вязкостными характеристиками. Однако минеральные масла склонны к окислению, а при низких температурах могут загустевать, что ограничивает их применение в экстремальных условиях.
Классификация минеральных масел
- Группа I – классические минеральные масла, очищенные растворителями. Обладают низкой термоокислительной стабильностью, высокой испаряемостью и ограниченным температурным диапазоном.
- Группа II – глубоко гидроочищенные минеральные масла, имеют более высокую стойкость к окислению, пониженное содержание серы и лучшие низкотемпературные свойства.
- Группа III – гидрокрекинговые масла (VHVI, GTL). Это самые чистые минеральные масла, по своим характеристикам приближаются к синтетическим.
Синтетические масла (Группы IV–V по API)
Синтетические базовые масла обеспечивают превосходную термостойкость, низкую испаряемость и отличные свойства при низких температурах. Они применяются в пластичных смазках, работающих при экстремальных температурах, высоких скоростях и тяжелых нагрузках.
Классификация синтетических масел
- Группа IV – полиальфаолефины (ПАО). Характеризуются высокой термостойкостью, отличной текучестью при низких температурах и устойчивостью к окислению.
- Группа V – эстеровые масла, полиалкиленгликоли (ПАГ) и другие специализированные жидкости. Используются в условиях экстремальных температур, обладают высокой полярностью и хорошей смазывающей способностью.
Сравнение базовых масел в пластичных смазках
Температурный диапазон базовых масел
В современных пластичных смазках Группа I практически не используется из-за низкой стабильности и склонности к окислению. Группа II встречается в недорогих смазках общего назначения. Гидрокрекинговые масла (Группа III) широко применяются в многоцелевых смазках. Синтетические масла (ПАО, эстеры, ПФЕ) используются в экстремальных условиях — низких и высоких температурах, вакууме, агрессивных средах и высоких скоростях.
Как выбрать вязкость базового масла в пластичной смазке?
Вязкость базового масла – один из ключевых параметров пластичной смазки, определяющий ее поведение при различных температурах, нагрузках и скоростях вращения. Неправильный выбор может привести к перегреву, повышенному износу и выходу узла из строя.
Основные факторы выбора вязкости
- Температурные условия – масло должно сохранять текучесть при низких температурах и не разжижаться при высоких.
- Скоростной параметр (n × dm) – чем выше скорость вращения, тем ниже должна быть вязкость.
- Нагрузка и давление – тяжелонагруженные узлы требуют более вязких масел.
- Тип загустителя – не все загустители работают с высоковязкими или низковязкими маслами.
Зависимость вязкости базового масла от условий эксплуатации
В таблице представлены рекомендуемые диапазоны вязкости базового масла в зависимости от скоростного параметра (n × dm) и условий работы.
Чем выше скоростной параметр (n × dm), тем ниже должна быть вязкость базового масла в пластичной смазке. Например, для шпиндельных подшипников (n × dm > 1 000 000) оптимальны масла 10–30 мм²/с, тогда как для тяжелонагруженных узлов (< 50 000) нужны вязкости 500 мм²/с и выше. Выбор вязкости влияет на износ, рабочую температуру и долговечность смазки.
Загустители в пластичных смазках
Загуститель – это структурообразующий компонент пластичной смазки, удерживающий базовое масло и придающий консистенцию. Он определяет такие свойства, как термостойкость, водостойкость, механическая стабильность и устойчивость к вымыванию.
Какие типы загустителей используются?
- Мыльные загустители: литиевые, кальциевые, натриевые, бариевые, алюминиевые комплексы.
- Органические загустители: полимочевины, силиконовые системы.
- Неорганические загустители: бентонитовые (глина), аэрогели, силикагели.
Загустители в пластичных смазках
Загуститель – это структурообразующий компонент пластичной смазки, удерживающий базовое масло и придающий консистенцию. Он определяет такие свойства, как термостойкость, водостойкость, механическая стабильность и устойчивость к вымыванию.
Какие типы загустителей используются?
- Мыльные загустители: литиевые, кальциевые, натриевые, бариевые, алюминиевые комплексы.
- Органические загустители: полимочевины, силиконовые системы.
- Неорганические загустители: бентонитовые (глина), аэрогели, силикагели.
Свойства и применение загустителей
Условные обозначения:
Выбор загустителя зависит от условий эксплуатации. Например, литиевые загустители универсальны, но имеют ограничения по температуре. Комплекс кальция и полимочевина обеспечивают отличную термостойкость, а бентонит устойчив к высоким температурам, но менее стабилен к механическим нагрузкам.
Присадки в составе смазок:
Классификация пластичных смазок по NLGI
Международная классификация пластичных смазок по DIN 51502
Стандарт DIN 51502 определяет систему обозначения пластичных смазок по их назначению, температурному диапазону и эксплуатационным характеристикам. Каждая смазка маркируется по следующей схеме:
Как расшифровать маркировку по DIN 51502?
Обозначение пластичных смазок по DIN 51502 имеет следующую структуру:
Пример расшифровки
Рассмотрим маркировку K PE2 K-30:
- K – Смазка для подшипников
- P – EP-присадки (экстремальные нагрузки)
- E – Масло на основе сложных эфиров
- 2 – Класс консистенции по NLGI
- K – Температурный диапазон до 120°C
- -30 – Минимальная температура эксплуатации