Смазочные материалы — неотъемлемая часть современной промышленности, где их роль сложно переоценить. Они обеспечивают надежную работу механических систем, снижая трение и износ. Однако на протяжении долгого времени система их классификации и наименования была далека от стандарта и унификации, что могло вызывать путаницу и затруднения при выборе смазки для конкретных условий эксплуатации.
История смазочных материалов тесно связана с развитием технологий и промышленности. Уже в XIX веке, с массовым развитием машин и механизмов, возникла потребность в улучшении их работы, что привело к созданию первых смазок. Однако без четкой системы классификации использование смазочных материалов было достаточно хаотичным.
До 1979 года в Советском Союзе смазочные материалы именовались произвольно: одни продукты обозначались номерами, другие — аббревиатурами, а третьи носили название в честь завода или научного института, разработавшего продукт. Такое положение дел было изменено с введением ГОСТ 23258-78, который установил строгие правила наименования смазок, основываясь на их основных характеристиках.
В результате введения этого стандарта был заложен фундамент для создания унифицированной системы классификации смазочных материалов, что значительно упростило их использование в промышленности, транспорте и бытовых механизмах. Сегодня классификация смазок зависит от нескольких факторов: консистенции, химического состава и области применения. Она охватывает широкие диапазоны — от антифрикционных до специализированных химически стойких материалов.
В соответствии с действующей классификацией, смазочные материалы подразделяются на основе трёх главных признаков: консистенция, химический состав и целевая область использования.
Классификация по консистенции предполагает деление на следующие типы:
- пластичные;
- полужидкие;
- твердые.
Пластичные и полужидкие разновидности смазок по своей сути являются коллоидными смесями, в которых базовая дисперсионная среда смешивается с твердой фазой, дополняемой разнообразными присадками. Чаще всего такие смазки находят применение в узлах с вращающимися или скользящими деталями — подшипниках качения, различных видах передач (винтовых, зубчатых, цепных), тросовых соединениях и шарнирах. Результативность работы таких смазок зависит от ряда условий, в том числе:
- от специфики конструкции узла трения и температурно-нагрузочного режима;
- от способности смазки не вступать в реакцию с материалами, из которых изготовлены детали;
- от химической совместимости при необходимости перемешивания смазок различных типов.
В свою очередь, твёрдые смазки в начальной стадии представляют собой суспензии, в которых растворитель удерживает активные компоненты (например, графит, технический углерод или дисульфид молибдена) в вязкой массе — связующем, таким как смолы. После испарения растворителя такая масса становится твердым телом с малыми коэффициентами трения и свойствами сухой смазки.
Если рассматривать смазки с точки зрения их химического состава, то можно выделить четыре базовые группы:
- Мыльные. Их основой служат мыла — соли высших жирных кислот. Такие смазки делятся на жировые (на основе натуральных кислот) и условно синтетические (на основе синтетических кислот). Примеры — синтетический и жировой солидол.
- Неорганические. Эти материалы получают, применяя загустители из термостойких неорганических веществ с большой удельной поверхностью. Это, в частности, бентонит, силикагель, графит, асбест и др.
- Органические. Такие смазки формируются с использованием органических полимеров, пигментов, технической сажи и полимочевин, отличающихся высокой термостойкостью.
- Углеводородные. В этих смазках применяются в качестве структурообразователей высокотемпературные углеводороды — церезин, петролатум, парафин, озокерит и различные синтетические или природные воски.
В зависимости от используемой масляной базы, смазочные материалы классифицируются на те, что основаны на минеральных (нефтяных) маслах, и на синтетических базах.
По назначению смазки распределяются следующим образом:
- антифрикционные — используются для снижения трения и уменьшения износа в сопряженных парах;
- узкоспециализированные — выпускаются под нужды отдельных отраслей;
- консервационные — защищают металлические детали от ржавчины и атмосферного воздействия во время хранения или транспортировки;
- уплотнительные — применяются для герметизации узлов, облегчения сборки и демонтажа соединений (сальников, резьбовых участков и подвижных стыков);
- канатные — обеспечивают защиту стальных тросов от механического износа и агрессивной среды.
При эксплуатации таких бензоинструментов, как бензопилы, чаще всего используют антифрикционные или консервационные смазки, обеспечивающие надежную защиту в условиях высоких нагрузок и температур.
К числу антифрикционных универсальных смазок можно отнести солидолы. Это одна из самых доступных по стоимости категорий смазок пластичного типа. Они эффективно отталкивают воду, препятствуют коррозии металлических деталей и обеспечивают достаточную защиту от износа. При эксплуатации механизмов, в которых температура превышает 60–70 °С, рекомендовано использование натриевых или кальциевых композиций.
Среди наиболее распространённых марок этого типа — Солидол С, Солидол Ж, Графитин и Графитин Ж.
Типовая сфера применения: смазка относительно нагруженных или грубых по точности узлов машин и механизмов различного назначения — от транспортных и сельскохозяйственных до бытовых. Также используются в цепных, винтовых передачах, редукторах с малой скоростью вращения и ручном инструменте. Основные плюсы этих материалов — высокая водостойкость, стабильность в коллоидном состоянии и антикоррозионные свойства. Однако есть и ограничения: рабочий температурный интервал узкий (tр от –20 до +65 °С), а механическая стабильность оставляет желать лучшего при интенсивных условиях эксплуатации.
Антифрикционные смазки общего назначения для высоких температур выпускаются под такими марками, как Смазка 1-13, Консталин, Литин-2. Эти смазки предназначены для обеспечения смазки узлов трения качения и скольжения в различных механизмах и машинах. Они эффективно работают в диапазоне температур от –40 до +120 °С.
Многоцелевые антифрикционные смазки могут использоваться в различных узлах трения, таких как подшипники качения и скольжения, шарниры, цепные и зубчатые передачи и прочее. Они подходят для узлов, которые требуют использования пластичных смазок. Эти смазки могут заменить смазки общего назначения, а также смазки для высоких температур в большинстве узлов. Они обладают устойчивостью к воде, могут функционировать в широком диапазоне нагрузок, скоростей и температур, а также имеют отличные защитные характеристики.
Тем не менее, многоцелевые смазки не могут полностью заменить специализированные морозостойкие, термостойкие, приборные и другие виды смазок. В эту группу входят смазки как Литол-24, Литол-24РК, Литол-24М, ШРУС-4М, Фиол-1, Фиол-2, Фиол-2М, БНЗ-3. Это смеси нефтяных масел, литиевых мыл 12-оксистеариновой кислоты с добавлением пакетов присадок.
Эти смазки также имеют хорошие консервационные свойства и прекрасно защищают металлические изделия от коррозии. Они используются в узлах трения транспортных средств (колесных и гусеничных), а также промышленного оборудования, работающего при температуре от –40 до +120 °С. Применение таких смазок позволяет снизить расход пластичных смазок, уменьшить износ оборудования и продлить его срок службы.
Для узлов, где температура может достигать 200–350 °С и выше, предназначены термостойкие антифрикционные смазки. К наиболее популярным из них относятся такие смазки, как ЦИАТИМ-221, ВНИИНП-207, ВНИИНП-231, ВНИИНП-246. Эти смазки представляют собой синтетическое масло, загущенное комплексным кальциевым мылом с добавлением антиокислительных присадок. Они предназначены для смазывания подшипников качения электромашин, приборных систем и элементов с частотой вращения до 10 000 об./мин, а также узлов трения металл-металл и металл-резина, при температуре от –60 до +250 °С.
Для использования при более низких температурах, а также в маломощных механизмах, рекомендуется использовать низкотемпературные антифрикционные смазки или многоцелевые антифрикционные смазки. Эти смазки подходят для механизмов, работающих при температурах до –60 °С. Существует более 10 марок таких смазок, среди которых наиболее популярны Лита, Зимол, ЦИАТИМ-201, МС-70, МУС-3А.
Если смазки необходимо использовать в условиях агрессивных химических сред, то лучшим выбором будут антифрикционные химически стойкие смазки. К числу таких смазок относятся ЦИАТИМ-205, ВНИИНП-279, ВНИИНП-280, ВНИИНП-282, ВНИИНП-294, ВНИИНП-295. Эти смазки устойчивы к воздействию концентрированных неорганических кислот, щелочей, аминов, гидразинов и других агрессивных веществ. Они обладают высокой водостойкостью и отличными защитными свойствами. Работоспособность таких смазок на воздухе — в пределах температур от –50 до +150 °С, а в агрессивных средах — от –50 до +50 °С.
Консервационные (защитные) смазки предназначены для защиты металлических изделий от коррозии, предотвращения образования ржавчины на изделиях из черных и цветных металлов, а также для консервации металлоконструкций и механизмов при длительном хранении или транспортировке. Эти смазки обладают высокими адгезионными и консервационными свойствами, водостойкостью, хорошо удерживаются на наклонных и вертикальных поверхностях. Рабочая температура таких смазок — от –50 до +50 °С. Примеры марок этих смазок: ПВК, ВТВ-1, ПН и другие.
Интересные факты:
-
Смазочные материалы в космосе: В условиях космоса, где температура может колебаться от –100 до +150 градусов Цельсия, смазки играют ключевую роль в функционировании различных устройств, таких как спутники и космические корабли. Специализированные смазки обеспечивают работу подшипников и других узлов в условиях вакуума.
-
Первый солидол: Солидол, одна из самых популярных смазок, был разработан в начале XX века. Несмотря на свою доступность и низкую цену, он до сих пор широко используется в самых различных отраслях, от сельского хозяйства до автомобилестроения.
-
Экологические инновации: Современные разработки в области смазочных материалов стремятся к созданию более экологически безопасных смазок. Например, используют природные компоненты, такие как биосмазки, которые не наносят вреда окружающей среде.
-
Смазки для сверхвысоких температур: В некоторых областях, например, в аэрокосмической промышленности, применяют смазочные материалы, которые выдерживают температуру до 1000 градусов Цельсия. Для этого используют специализированные синтетические масла и твердые смазки.
Заключение:
Смазочные материалы занимают важное место в различных отраслях промышленности, начиная от машиностроения и заканчивая авиацией и космонавтикой. Эволюция их классификации и стандартизации, которая началась с ГОСТ 23258-78, значительно упростила использование смазок и сделала их выбор более предсказуемым и безопасным. Современные смазочные материалы могут быть классифицированы по множеству параметров, от консистенции до химического состава, что позволяет оптимизировать их применение для различных технических нужд. Развитие технологий и инновационные разработки открывают новые горизонты для смазочных материалов, обеспечивая их применение в самых экстремальных условиях, включая космос и высокотемпературные процессы.
