В соответствии с ГОСТ 23258-78

Таблица 2.2 – Разделение пластичных смазок по классам

Основными физико-химическими свойствами пластичных смазок, определяющими их эксплуатационные качества, являются: вязкость (пенетрация), предел прочности, температура каплепадения, водостойкость, коллоидная и механическая стабильность. При этом все показатели физико-химических свойств пластичных смазок с некоторой условностью можно разделить на две группы.

К первой группе показателей, характеризующих прокачиваемость, температурные условия применения смазки, смазывающие и защитные ее свойства, относятся: пенетрация, температура каплепадения, эффективная вязкость, предел прочности, коллоидная стабильность.

Ко второй группе, характеризующей предельное содержание примесей, относятся: содержание щелочей, кислот, механических примесей, воды, золы.

Характеристики антифрикционных пластичных смазок приведены в таблице 2.3.

Пенетрация характеризует густоту (консистентность) смазки и выражается в градусах, соответствующих числу десятых долей миллиметра глубины погружения в смазку конуса иглы под действием собственного веса (150 г) за 5 с при температуре +25 °С. Для определения пенетрации используется пенетрометр.

Температура каплепадения – это температура, при которой упадет первая капля смазки, помещенной в капсюле специального прибора, нагреваемого в стандартных условиях.

Температура каплепадения позволяет установить, при какой температуре смазка расплавляется и превращается в жидкость, теряя свои смазывающие свойства. Для надежной смазки рабочая температура механизма должна быть на 10–20 °С меньше температуры каплепадения смазки. Смазка с низкой температурой каплепадения не будет удерживаться в механизме и ее придется часто пополнять, а смазка с чрезмерно высокой температурой каплепадения вызовет усиленный нагрев трущихся деталей.

Таким образом, по температуре каплепадения смазки разделяют на низкоплавкие – Н (температура каплепадения до 65 ºС), среднеплавкие – С (65–100 ºС) и тугоплавкие – Т (свыше 100 ºС).

Эффективная вязкость – это вязкость смазки, соответствующая истинной вязкости такой ньютоновской жидкости, которая при заданном напряжении сдвига имеет ту же среднюю скорость деформации (средний градиент скорости). Эффективная вязкость характеризует прокачиваемость пластических смазок по шлангам и трубкам к узлам трения под определенным давлением, зависящим от размеров шлангов и трубок, и минимальную температуру, при которой смазка способна прокачиваться. Эффективная вязкость характеризует также пусковые свойства механизмов. Ее определяют автоматическими капиллярными вискозиметрами АКВ (смазка при помощи пружины продавливается с переменной скоростью через капилляр), при этом в условиях минимальной рабочей температуры и скорости деформации 10 с^–1 она не должна превышать (15–20)·10³ Па·с.

Предел прочности (предельное напряжение сдвига) показывает, какое минимальное усилие надо приложить к смазке, чтобы при определенной температуре изменить ее форму и сдвинуть один слой смазки относительно другого. Тем самым он характеризует способность смазки удерживаться на негерметизированных поверхностях трения и невозможность ее сползания с вертикальных поверхностей. Предел прочности смазок определяют пластомером. Предел прочности нормируется при 20 ºС и составляет 300–1500 Па. В случае превышения напряжения сдвига предела прочности пластичная смазка начинает течь.

Стабильность смазок определяет их работоспособность в узлах трения при эксплуатации автомобилей, удобство заправки и надежность прокачиваемости при проведении технического обслуживания автомобилей, а также неизменность первоначальных свойств при длительном хранении и воздействии окружающей среды.

Определение механической стабильности смазок основано на свойстве их разрушения в ротационном приборе – тиксометре, т. е. механическая стабильность характеризует тиксотропные свойства – способность смазок практически мгновенно восстанавливать свою структуру после выхода ее из зоны непосредственного контакта трущихся деталей. Ее оценка проводится по специальным коэффициентам: К_р – индекс разрушения, К_в – индекс тиксотропного восстановления.

Коллоидная стабильность характеризует способность пластичной смазки сопротивляться выделению из нее масла. Она оценивается количеством масла, % по массе, перешедшего из смазки к слою фильтровальной бумаги под действием постоянного груза или сжатого воздуха. Интенсивность выделения масла из смазки возрастает при повышении температуры, под воздействием центробежных сил и т. д.

Сильное выделение масла, а тем более распад смазки недопустимы.

Химическая стабильностьхарактеризует стойкость смазок против окисления. С понижением химической стабильности в смазках образуются и накапливаются кислородсодержащие поверхностно активные вещества (ПАВ), увеличивается концентрация кислот, альдегидов, эфиров и гидрокислородсодержащих соединений (спиртов), что приводит к ухудшению антикоррозионных и защитных свойств смазок. Оценка химической стабильности основана на определении кислотного числа. Для этого смазку толщиной слоя 1 мм окисляют на медной пластине при температуре 120 ºС.

Термическая стабильность(термоупрочнение) смазок характеризует их способность не упрочняться при кратковременном воздействии высоких температур. Термоупрочнение затрудняет поступление смазки к узлу трения, ухудшает ее адгезионные свойства (способность прилипания к поверхности). Склонность смазки к термоупрочнению определяют на приборе – прочномере СК путем измерения ее пределов прочности до и после выдержки при повышенных температурах.

Микробиологическая и радиационная стабильность характеризуют изменение свойств смазок под воздействием микроорганизмов (грибков, бактерий) и излучений высоких энергий (γ-лучи, α-и β-частицы). Для повышения микробиологической стойкости вводят антисептики (бензойную и силициловую кислоты и т п.).

Испытание на коррозию металлических пластинок характеризует коррозионность пластичных смазок вследствие наличия свободных (не омыленных) органических кислот или щелочей и продуктов окисления смазки. Для испытания в смазку, подогретую до 100 °С, погружают на 3 часа отшлифованные и обезжиренные медные и стальные пластинки. Смазка считается выдержавшей испытания, если после промывки на медных пластинках не обнаруживается зелени, побежалости или оттенков какого-либо цвета, а на стальных пластинках нет точек коррозии.

Содержание свободных органических кислот в смазках не допускается, а содержание свободных щелочей жестко ограничивается. Они вызывают коррозию деталей, а также ухудшают коллоидную стабильность, предел прочности. Определение содержания свободных органических кислот и щелочей производится путем титрования растворов смазки соляной кислоты (при определении щелочей) или едким калием (при определении кислот).

Содержание механических примесей, вызывающих усиленный износ деталей в пластических смазках, недопустимо. Механические примеси нельзя удалить из смазки путем отстоя или фильтрации, как это делается при очистке жидких масел или топлив.

Содержание воды в пластичных смазках сказывается различно в зависимости от типа смазки. Смазки на немыльных загустителях разрушаются водой, и поэтому ее присутствие не допускается. В натриевых и кальциево-натриевых смазках допускается ограниченное содержание воды. В кальциевых смазках вода входит в их структуру, она служит стабилизатором, без нее смазка распадается на масло и кальциевое мыло, но количественное содержание воды должно быть ограничено 1,5–3,0 %. Содержание воды в смазке определяется аналогично определению воды в масле и топливе, а растворимость смазок определяют только качественно по изменению внешнего вида комка смазки в холодной (при 20 ºС в течение 24 ч) и кипящей (в течение 1 ч) воде. Если температура плавления смазки ниже 100 ºС, то испытания в кипящей воде не проводят.

Рекомендуемые зоны применения пластичных смазок представлены в таблице 2.4, а совместимость с зарубежными аналогами – в таблице 2.5.

Таблица 2.4 – Применение пластичных смазок в узлах автомобилей

Таблица 2.5 – Совместимость отечественных и иностранных смазок