|
|
Поскольку условия деформирования а
различных приборах неодинаковы, предел прочности одних и тех же смазок,
измеренный на разных приборах, как правило, не совпадает по величине и
□ большинстве случаев по поддается пересчету.
По величине предела прочности в рабочем интервале
температур судят о поведении смазки в узлах трения. Температура, при которой
предел прочности становится равным нулю и смазка переходит ил пластичного в
жидкое состояние, определяет верхний температурный предел ее применения. Смазки
с меньшим пределом прочности легче поступают в зазор между поверхностями
трения и более эффективно снижают износ, чем аналогичные смазки с высоким
пределом проч ностн; по они хуже удерживаются в зоне трения, так как
выдавливаются и сбрасываются под действием статических, динамических нагрузок
и инерционных сил.
Изучение поведения смазок в подшипниках качения выявило
существование непосредственной связи между величиной предела проч ностн и
способностью смазок в них удерживаться. Чем выше эта величина, тем лучше
смазка противостоит сбросу с вращающихся поверхностей, в частности с
сепаратором подшипников, а в числе причин сброса — разупрочнение смазок в
приповерхностном слое н сползание. На устойчивости смазок к сбросу отрицательно
сказывается снижение предела прочности н ухудшение их
прочностио-температурныч свойств, вызванные не только условиями эксплуатации,
но и изменениями в рецептуре и технологии приготовления |5].
Выявлена зависимость между пределом прочности смазки, ее
количеством в зоне резерва и степенью герметизации подшипника [28].
Герметизация открытого подшипника со смазкой ЦИАТИМ-221 нарушалась при 150
'С, когда ее предел прочности снижался до 0.G кПа. а закрытого
уплотнительнымн шайбами — при 210 °С и пределе прочности 0,1 кПа; резерв
смазкн при этом составлял соответственно 12,5 и 18,3% загрузки Таким образом,
при отсутствии герметизации больший резерв обеспечивается смазками с более
высоким пределом прочности, в закрытых же подшипниках величина продела прочности
смазок играет меньшую роль измеряется максимальная угловая деформация. Предел
прочности рассчитывают по формуле (в Па)
Установленный практикой для массовых смазок предел
прочности ирг максимальном температуре применения должен быть не менее 0,1 .
0,3 кПа, а прн обычной температуре он должен находиться в пределах 0.3... 1,5
кПа [•18). Следует, однако, иметь в виду, чго повеление смазок в узлах
трения, в том числе и их сброс с вращающихся детален, ПОДПИТКЕ ими дорожек
качения и утечки через неплотности зависят не только от первоначального
предела прочности, но и от его изменений.
Пусковой момент вращения роликового подшипника в широком интервале
температур соответствует работе, затрачиваемой на разрыв образца смазки при
одноосном растяжении, т. с. при определении его предела прочности на разрыв.
Тем не менее полагают [48], что предел прочности как показатель, лимитирующий
запуск механизмов, сохраняет свое значение лишь при положительных
температурах, а при отрицательных температурах определяющую роль отводят
вязкости. Поэтому при пониженных температурах предел прочности смазок обычно
не определяют.
В лабораторной практике по величине предела прочности
оценивают загущающий эффект загустителя в дисперсионных средах н его
зависимость ел- температуры, судят о совместимости компонентов и концентрации
и смазках загустителя. Этог показатель, имеющий четкий физический смысл, в
СССР нашел широкое применение и почти повсеместно вытеснил из обихода
эмпирический показатель пенстрации, применяемый для оценки механических
свойств смазок.
На величину предела прочности смазок основное влияние
оказывают T!fп и концентрация загустителя, природа дисперсионной среды,
присутствие поаерхностпо-актппных веществ (ПАВ) п условия приготовления
смазок. Увеличение предела прочности смазок достигается не только увеличением
концентрации загустителя, но н использованием загустителей с более высоким
загущающим эффектом и добавлением модификаторов структуры в оптимальной
концентрации.
Рост загущающего эффекта мыла обычно связан с увеличением
дисперсности и апизомстричностн частиц, а сам загущающий эффект зависит от
катиона и аннона мыла. Для стеаратов металлов он возрастает в порядке
Al<Ba<Ca<Na<Li [43[. Как правило, мыла насыщенных кислот лучше
загущают масла, чем мыла соответствующих ненасыщенных кислот, причем оптимум
загущающего действия для натриевых, литиевых и (безводных» кальциевых мыл
достигается при использовании для их изготовления жирных кислот с IG—18
углеродными атомами в молекуле (пальмитиновая, стеариновая,
12-гидроксистеариновая кислоты). Загущающая способность мыл данного катиона
улучшается при использовании для их получения смеси кислот разной
молекулярной массы, при добавлении к мылу насыщенных кислот мыла ненасыщенной
кислоты, а также при замене мыл стеариновой кислоты мылом
12-гидроксиетеариновой кислоты. Высоким загущающим эффектом характеризуются
комплексные мыла, содержащие анионы высоко- и низкомолекулярной кислоты,
например комплексные кальциевые мыла стеариновой и уксусной кислот или их
синтетических аналогов (смазки уннол), комплексные алюминиевые мыла
стеариновой и бензойной кислот и т. п. Загущающий эффект мыл существенно
зависит от состава и химической природы используемого в смазках касла. Он
выше в минеральных маслах, которые наряду с нафтсно- парафнновымн содержат
нафтеноароматнческие углероды с боковыми цепями. При применении масел
различной химической природы и близкой вязкости в литиевых смазках этот
эффект снижается при переходе от синтетических полиэтилснлоксановых жидкостей
к минеральным маслам и, особенно, к диэфнрам [43].
Вязкостью смазок определяются также расход энергии на их
перекачку, на перемещение смазанных деталей при значительной толщине
смазочной прослойки между поверхностями, в частности величина пускового
момента подшипника качения при плотной набивке смазкой [>18[.
По абсолютной величине вязкостное сопротивление пластичных
смазок при течении выше, чем их дисперсионных сред (см. рис, 12) Однако
характерная особенность смазок состоит о том, что с увеличением градиента
скорости сдвига их вязкость убывает, тогда как у масел она остается без
изменения. Па практике это означает, что с повышением скорости энергия,
расходуемая па перемещение объема смазки или смазанных ею деталей, Судет
повышаться гораздо медленнее, чем при использовании масел.
Поскольку в процессе механического воздействия структура
смазок разрушается, а при уменьшении интенсивности такого воздействия она
восстанавливается, смазки как бы автоматически приспосабливаются к
скоростному режиму работы узла, стабилизируя условия его работы с точки
зрения расхода энергии.
Другая характерная особенность пластичных смазок —
меньшее, чем У исходных масел, изменение вязкости при изменении температуры
Лучшие вязкостно-температурные свойства имеют смазки, приготовленные «а
маслах, у которых зависимость вязкости от температуры меньше. Иными словами,
маловязкле масла с точки зрения вязкостно-температурных свойств в качестве
дисперсионной среды пластичных смазок более предпочтительны, чем аналогичные
им по природе высокопязкне, С понижением температуры вязкость различных
смазок возрастает неодинаково. Поэтому для каждой смазки существует такая
минимальная температура, при которой вследствие возросшего внутреннего трения
мощность привода становится недостаточной для приведения механизма в движение
или выведение его на нужный скоростной режим. Эту температуру обычно и
принимают за нижний предел работоспособности смазки применительно к данному
механизму. Техническая документация смазки, предназначенные к применению при
низких темпер,зтх pax, как правило, предусматривает контроль их вязкости при
отрицательных температурах.
Благодаря хорошим вязкостно-скоростным и
вязкостно-температурным свойствам в совокупности с другими полезными
свойствами, о которых речь пойдет ниже, пластичные смазки широко применяются
при различных температурах, скоростях и нагрузках.
|