Исследование свойств консистентных смазок

 

Цель и задачи лабораторной работы

Формирование знаний по разделу курса «Консистентные смазки». В результате исследования образцов консистентных смазок студент должен изучить сорта и марки смазок, применяемых в технике, определить их эксплуатационные качества.

Приобретение навыков по оценке качества смазки по внешним признакам, температуре каплепадения, класса густоты и водостойкости.

 

Общие сведения

Пластичные смазки – сложные коллоидные системы, в состав которых входят основа и загуститель (стабилизатор для сохранения однородности). В качестве основы широкое распространение получили минеральные и синтетические масла, силиконовые жидкости, эфиры. Пластичность смазкам придают загустители: кальциевые, натриевые, литиевые, алюминиевые, бариевые, а также смешанные мыла, твердые углеводороды (парафин, церезин и их смеси).

Основные функции смазок те же, что и для жидких масел: уменьшение износа, снижение коэффициента трения, уплотнение зазоров, защита металлов от коррозии.

В соответствии с классификацией по ГОСТ 23258-78 пластичные смазки разделены на 4 группы:

1 – антифрикционные;

2 – защитные (З) или консервационные;

3 – канатные (К);

4 – уплотнительные:

4.1 – арматурные (А);

4.2 – резьбовые (Р);

4.3 – вакуумные (В).

Антифрикционные – для уменьшения износа и трения; консервационные – для защиты от коррозии при хранении, транспортировке, эксплуатации и т.д.; уплотнительные – уплотнение зазоров между деталями. Наиболее обширная группа смазок – антифрикционные, которые в свою очередь делятся на подгруппы, обозначаемые индексами:

С – среднеплавкие (солидолы); температурный диапазон до 70⁰С;

О – общего назначения до 110⁰С;

М – многоцелевые от – 30 до 130⁰С;

П – приборные;

Х – химическистойкие;

Ж – жаростойкие (термостойкие) более 150⁰С;

Н – низкостойкие (морозостойкие) ниже – 40⁰С;

Кроме назначения и области применения, в классификационном обозначении смазок указывают тип загустителя, рекомендуемый температурный диапазон применения и консистенцию.

Загуститель обозначают первыми двумя буквами металла, входящего в состав мыла: кальциевое – Ка, натриевое – На, литиевое – Ли, смешанное литиево-кальциевое – Ли-Ка. Рекомендуемый температурный диапазон применения указывают в виде дроби: в числителе – уменьшенная в 10 раз без знака минус минимальная, а в знаменателе – уменьшенная в 10 раз максимальная температура применения. Консистенцию смазки обозначает число пенетрации, определяемое глубиной погружения стандартного металлического конуса в смазку. Чем больше число пенетрации, тем мягче смазка. Например, М Ли 4/13 – 3 (Литол-24): М – многоцелевая антифрикционная, Ли – загущена литиевым мылом, работоспособна в условиях повышенной влажности; 4/13 – рабочий интервал температур от – 40 до 130^оС, 3 – класс густоты.

Все пластические смазки должны быть однородными по составу, без абразивных примесей и воды (если она не является стабилизирующим компонентом), не должны расслаиваться на составляющие, т.е. выделять основу. Однородность – коллоидная стабильность.

При практическом применении пластических смазок важно знать их температурную стойкость, т.к. при неправильном выборе смазки может произойти аварийный выход из строя смазываемого узла в результате ее плавления и вытекания из последнего. Пластичные смазки переходят из мазеобразного состояния в текучее в некотором интервале температур, поэтому для оценки их температурной стойкости принято определять температуру каплепадения в соответствие с ГОСТ 6793-74. Температурой каплепадения называют температуру, при которой происходит падение первой капли или касание дна пробирки столбиком смазки, помещенной в чашечку специального прибора, нагреваемого в строго определенных условиях. Практически установлено, что смазку можно применять в узлах трения, рабочая температура которых не менее чем на 15-20^оС ниже температуры каплепадения этой смазки.

Водостойкость ПС определяет ее способность не смываться водой или не изменять свои свойства в присутствии влаги. Водостойкость ПС определяют по изменению внешнего вида (полный или частичный распад) комка смазки в холодной воде (24 часа при t = 20^оС) или кипящей (1 час).

5.3.Аппаратуры, реактивы, материалы

Термостат, штатив, стекло размером 70х70 мм, бумажные фильтры, спиртовка, стеклянная палочка, пробирки, термометры до 150^оС с ценой деления 1^оС, шпатель, стеклянные стаканы, секундомер, специальный термометр в комплекте с капсюлем, пенетрометр, бензин, дистиллированная вода, образцы смазок.

 

5.4. Ознакомление с основными внешними признаками смазок

К числу внешних признаков относятся цвет и однородность. Цвет смазки зависит от ее состава, однако многие смазки разных марок обладают одинаковым цветом, изменяющимся от светло-желтого до темно-коричневого. Поэтому он не являются характерным внешним признаком. Отдельные смазки имеют присущую только им окраску. Например, графитная смазка обладает черным цветом, технический вазелин в тонком слое прозрачен.

Однородность смазки свидетельствует о равномерном перемешивании загустителя с основой. Качественная смазка должна быть однородной, без комков и выделившейся основы. Сделать внешний осмотр предложенных образцов. Нанести на стеклянную пластину испытуемый образец слоем 1-2 мм и рассмотреть его в проходящем свете. В слое не должны обнаруживаться капли жидкой основы, камки загустителя, посторонние включения.

Оценить исследуемые образцы по внешним признакам и дать заключение.

5.5. Определение основы смазок

Основу, на которой приготовлена смазка, можно определить растворением смазки в воде и бензине или ее расплавлением до образования жирового пятна.

Проба на жировое пятно позволяет более точно определить состав смазок. Основные сорта смазок дают характерные жировые пятна. Пробой на жировое пятно можно, например, отличить солидол от технического вазелина.

Образцы смазок в форме маленьких комочков или шариков диаметром около 5 мм помещают на фильтровальную бумагу и осторожно подогревают бумагу над плиткой или спиртовкой. При этом легкоплавящиеся части смазки (масла и углеводородные загустители) впитываются бумагой, а остальная часть смазок (например, мыла) остается в виде плотного остатка.

Технический вазелин, имеющий углеводородный загуститель, весь расплавляется и впитывается полностью бумагой, оставляя ровное светло-желтое или светлое пятно. Графитная смазка оставляет на бумаге темное и темно-коричневое жировое пятно с отчетливо видимыми кристалликами графита по всему пятну. Солидол (лат. «solidus» – плотный, oleum – масло) синтетический быстро образует жировое пятно с небольшим мягким остатком в центре. Цвет остатка обычно мало отличается от цвета остальной части пятна. Солидол жировой образует пятно с более плотным и темным остатком посредине. В ходе подогрева солидолов как синтетических, так и жировых наблюдается выделение пузырьков из-за наличия структурной воды.

Главными характеристиками пластичных смазок является класс густоты, температурный диапазон применения, коллоидная стабильность, испаряемость, водостойкость, смазывающие свойства. Характеристики основных видов смазок приведены в таблице 8.2 (оценка качества дана по 5-ти балльной шкале).

По результатам исследований дать заключения.

 

5.6.Определение температуры каплепадения

Схема прибора для определения температуры каплепадения показана на рис. 5.1.

Перед началом опыта вынимают капсюль 3 из гильзы термометра 1 и с помощью шпателя наполняют его испытуемой смазкой. Удаляют шпателем излишек смазки с верхней части капсюля, последний вкладывают в гильзу термометра до упора во внутренний буртик и снимают выдавленную ртутным шариком смазку заподлицо с нижним торцом чашечки капсюля. Термометр с капсюлем вставляют в пробирку 2, которую помещают в стакан с жидкостью 4. Жидкость в стакане подогревают на электроплитке. При определении температуры каплепадения низкоплавких и среднеплавких смазок в стакан заливают воду, тугоплавких глицерин или вазелиновое масло. Фиксируют температуру падения первой капли или касания дна пробирки столбиком выступавшей из капсюля смазки.

Определение класса густоты

Класс густоты определяют с помощью прибора пенетрометра, состоящего из чаши с пластичной смазкой, конуса массой 150 грамм, тормоза и индикаторной укрупненной шкалы (1мм – 10дел.). Пенетрометр (с лат. проникновение) представлен на рисунке 5.2.

Класс густоты смазки определяют при температуре 25⁰С. Груз подводят к поверхности смазки, при этом стрелку прибора устанавливают на «0», и опускают в чашу со смазкой в течение 5 с., затем оценивают показания пенетрометра и определяют класс густоты смазки в соответствии с числом пенетрации. (см. таблицу 5.1). Основные характеристики ПС и их взаимозаменяемость представлена в таблице 5.2.

Таблица 5.1

Класс густоты	Число пенетрации	Характеристика густоты
	445-475	сверхмягкая
	400-430	очень мягкая
	335-385	мягкая
	310-340	мягкая
	265-295	вазелинообразная
	220-250	почти твердая
	175-205	твердая
	130-160	твердая
	85-115	очень твердая
	< 70	сверхтвердая

Таблица 5.2

Основные характеристики ПС

Тип смазки	Класс густоты	Температурный диапазон, ^0С	Коллоидная стабильность	Испаряемость	Водостойкость	Смазывающие свойства	Цвет	Взаимозаме-няемость
Солидол С		-20 – 65					от светло- до темно-коричневого	Литол - 24
Графитная		-30 – 50					черный с серым оттенком	Фиол - 1
Литол – 24		-40 – 120					коричневый	ЛСЦ - 15
Фиол – 1		-40 – 120					коричневый	Литол - 24
ЛСЦ – 15		-40 – 130					белый	Литол - 24
ШРБ – 4		-40 – 130					коричневый	ШРУС - 4
ШРУС – 4		-40 – 120					серебристый	ШРБ - 4
ВТВ		-40 – 40					белый	ЛСЦ - 15
№ 158		-30 - 100					синий	ШРУС - 4

Выводы по работе:

1. Исследовали Литол-24, его температура каплепадения составила 120°С.

2. Определили класс густоты 3, т.к. число пенетрации составило 220, что соответствует допустимым значениям

3. Марка смазки: Литол-24

М Ли 4/13 – 3

 

Лабораторная работа № 6