Рисунок 1. Общая схема основных элементов
создания конструкции, узлов трения
Показатели свойств
По своим свойствам пластичные
(консистентные) смазки занимают промежуточное место между твердыми смазками и маслами. В основном,
смазки состоят из двух компонентов: жидкой основы (минеральные, растительные, синтетические и другие
масла) и загустителя (твердые углеводороды, различные соли высокомолекулярных жирных кислот—мыла,
высокодисперсные силикагели и бентониты, другие продукты органического и неорганического происхождения).
Кроме того, в своем составе они содержат присадки, улучшающие эксплуатационные характеристики. Нередко
в состав смазок вводят различные наполнители: графит, дисульфид молибдена, порошкообразные металлы
или их окислы, слюду и др. Загустители, в частности мыла, в процессе приготовления смазки образуют
ее трехмерный структурный каркас, в ячейках которого удерживается масло. Благодаря наличию структурного
каркаса смазки ведут себя при небольших нагрузках как твердые тела (под действием собственного веса не
растекаются, удерживаются на наклонных и даже вертикальных плоскостях), а под воздействием критических
нагрузок, превышающих прочность структурного каркаса, они текут подобно маслам. Основными преимуществами
смазок являются: способность удерживаться в негерметичных узлах трения, работоспособность в более широких
температурном и скоростном диапазонах, лучшая смазывающая способность, более высокие защитные свойства от
коррозии, работоспособность в контакте с водой и другими агрессивными средами, большая экономичность
применения. К недостаткам смазок следует отнести: плохую охлаждающую способность, более высокую склонность
к окислению, сложность подачи к узлу трения. Зная особенности и свойства смазок, определив условия работы
и оценив конструкцию трущихся пар, можно правильно выбрать смазку для конкретного узла трения.
Механическая стабильность
Изменение объемно-механических свойств
смазок, например предела прочности, в результате механической обработки и последующего их отдыха называют
механической стабильностью смазок. Механическая стабильность — важный эксплуатационный показатель свойств
смазок, применяемых особенно в шарнирах, плоских опорах, подшипниках скольжения, так как в этом случае в
работу вовлекается весь запас смазки. Механически нестабильная смазка, т. е. сильно разрушающаяся и не
восстанавливающая своих первоначальных свойств после снятия деформирующих нагрузок, вытечет из такого
узла трения и приведет к преждевременному его повреждению. Механическую стабильность регламентирует
ГОСТ 19295—73.
Коллоидная стабильность
Способность смазки под воздействием
внешних сил удерживать в ячейках своего структурного каркаса масло называют коллоидной стабильностью.
Коллоидную стабильность определяют по ГОСТ 7142—74 в процентах выделившегося (отпрессовавшегося) масла.
Коллоидно-стабильные смазки могут не выделять масла при хранении и эксплуатации длительное время.
Небольшое выделение масла из смазки при ее работе в узле трения всегда полезно, так как это способствует
улучшению условий смазывания трущихся деталей. Однако чрезмерно большое выделение масла из смазки
(низкая коллоидная стабильность) приведет к вытеканию масла из узла трения и образованию в ней затвердевшей
массы загустителя, т. е. к нарушению режима смазывания.
Испаряемость определяется по ГОСТ 9566-74 в процентах
улетучившегося масла при заданной температуре в строго регламентированное время. Потеря масла из-за его
испаряемости приводит к относительному повышению содержания загустителя в смазке и, следовательно,
увеличению ее предела прочности, вязкости, а также изменению других эксплуатационных свойств смазок.
Несущая способность смазывающей пленки
Понятие несущая способность (работоспособность)
смазывающей пленки или смазочная способность смазки тесно увязана с вопросами трения и износа, а следовательно,
с законами, которым они подчиняются. Это очень важная характеристика смазочного материала, аккумулирующая
совокупность свойств, определяемых б граничных слоях контакта смазки с поверхностью металла, т. е. в условиях
граничного трения. Здесь учитывают критическую температуру разрушения смазывающей пленки, критическое давление,
которое она способна выдержать, ее пластифицирующее действие и адгезионные силы, антифрикционные и
противоизносные свойства, противозадирные и другие характеристики. В связи с тем, что смазки в своем составе
всегда содержат поверхностно-активные вещества, не говоря уже о специальных присадках, их смазочная способность
значительно выше, чем масла, на котором они изготовлены. Несущую способность смазывающей пленки смазок в
граничном слое оценивают по результатам испытаний на трение и износ, к числу которых относится также метод
оценки противоизносных и противозадирных свойств на четырехшариковой машине трения ЧШМ-3 по ГОСТ 9490-75.
Содержание механических примесей
Содержание механических примесей в смазках
определяют несколькими методами по ГОСТ 1036—75, растворяя смазку в углеводородных растворителях с последующей
фильтрацией растворителей и взвешиванием осадка на фильтре. В этом случае для разных смазок допускается
содержание отфильтровавшегося осадка не более 0,1-0,5%; ГОСТ 6479-73 предусматривает определение содержания
механических примесей, не растворимых в соляной кислоте, присутствие таких примесей, как правило, не допускается.
По ГОСТ 9270—59 с помощью микроскопа в тонком слое смазки, нанесенной на предметное стекло, определяют количество
и размер посторонних включений. Первые два метода используют в основном при оценке смазок общего назначения, а
последний—при определении механических примесей смазок, применяемых в прецизионных парах трения, приборных
подшипниках и т. п.
Конструкции узлов с пластичной смазкой
Различают смазывание с постоянной смазкой
на весь срок службы подшипника и с периодическим добавлением и сменой смазки.
В первом случае срок использования смазки равен
или больше срока службы подшипников или цикла ремонта машин
со смонтированными в них подшипниками. К этому виду смазывания относятся закрытые подшипники, заполненные
пластичной смазкой (рисунок 2).
Рисунок 2. Закрытые подшипники, заполненные пластичной
смазкой (красным показана пластичная смазка)
В качестве стандартных смазочных материалов
для закрытых подшипников используются пластичные смазки на основе литиевого загустителя и минерального масла с
консистенцией NLGI 2 или 3, обеспечивающие работу в диапазоне температур -20 ... 100 ?С. В случае эксплуатации
в особых условиях применяются специализированные пластичные смазки.
Если закрытый подшипник работает в тяжелых
условиях (высокие температуры, вода, пыль), то целесообразно применять не только специализированные пластичные
смазки, но и усиленные конструкции встроенных уплотнений, в противном случае в результате смешивания с
посторонними веществами срок службы стандартных пластичных смазок резко падает.
Рисунок 3. Специальная защитная шайба с увеличенным карманом для смазки
Подача пластичной смазки в подшипниковый
узел и размещение ее внутри узла являются важнейшей составляющей эффективного смазывания. Главную роль
здесь играет внутренняя конструкция подшипникового узла.
Если в корпусе подшипникового узла есть отверстие
для подачи смазки к подшипнику, когда необходимы увеличенные интервалы между добавлением смазки и перекачивание
смазочного материала, то при больших окружных скоростях количество пластичной смазки со стороны подачи в подшипник
может оказаться недостаточным, так как будет быстро вытекать под действием центробежного эффекта (рисунок 4, а).
Для предотвращения этого применяются отражательные кольца (рисунок 4, б и в), устанавливаемые по наружному
диаметру подшипника. В зависимости от количества смазки, которое должно постоянно присутствовать в подшипнике,
диаметр отражательного кольца может быть разным.
Рисунок 4. Отражательные кольца, устанавливаемые по
наружному диаметру подшипника
Также возможны и более сложные конструкции,
в особенности, когда необходимо обеспечить в подшипнике постоянную замену отработавшей смазки на новую и
исключить попадание загрязнений (рисунок 5).
Рисунок 5. Некоторые конструкции систем подачи пластичной смазки, обеспечивающие
в подшипнике постоянную замену отработавшей смазки, а также исключающие попадание в подшипник загрязнений
|
Рисунок 6 – Схема движения смазочного материала в подшипниковом узле |
|
Заключение
      В процессе выполнения работы был проведен
анализ существующих смазочных материалов и конструкций подшипниковых узлов. Также было
рассмотрено поведение пластической смазки в подшипниковом узле металлургической машины
в связи с образованием застойных зон. В результате будут приняты рекомендации по дозировке
необходимой для использования смазки и способам ее подачи в подшипниковый узел.
Литература
      1. Седуш В.Я. Надежность,ремонт и монтаж металлургических машин:Учеб./Рец.А.В.Гордиенко;ДПИ.-К.:УМК ВО,1992.-368с.
      2. Гедык П. К., Калашникова М.И. Смазка металлургического оборудования. Издательство «Металлургия», 1971, 376 с.
      3. Механическое оборудование сталеплавильных цехов / Левин М.З., Седуш. В.Я., Мачикин В.И. и др. - Киев; Донецк: Вища шк., 1985. 165 с.
      4. Трение, изнашивания и смазка : Справочник. В 2-х кн./Под. ред. И. В. Крагельского, В.В. Алисина. – М.: Машиностроение, 1978 – кн. 400с., ил.
      5. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для технических вузов. 2-е изд. переработ. и доп./ А. В, Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше и др.; Под общ. ред. А. В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2001.- 664 с., ил.
      6. http://www.snr.com.ru/e/lubrications_1_5.htm
      7. http://www.masters.donntu.ru/2000/mehf/galkyn/andreismaz.html