Водостойкая смазка для подшипников: особенности и целесообразность применения

В условиях современного инжиниринга организация эксплуатации оборудования направлена на увеличение безремонтного периода, кардинальное снижение затрат на замену изношенных деталей и узлов и, естественно, на минимизацию работ по восстановлению работоспособности целых агрегатов и технологических линий. Влияние на работу узла трения оказывает огромное количество факторов: от технологических и конструктивных до параметров рабочей среды.

Одним из наиболее значительных факторов является воздействие воды и пара. Под воздействием влаги неспециализированные смазочные материалы вымываются из зоны трения что помимо увеличенного износа приводит к возникновению коррозионных поражений, либо такие смазки могут эмульгировать в себе воду и провоцировать коррозию даже в условиях смазывания.

Смазочная компания "ИНТЕРАВТО" разработала сверх водостойкую смазку с усиленными антикоррозионными свойствами и снижающую износ нагруженного оборудования - ИПФ ЕР-3

Водостойкая смазка ИПФ ЕР-3 - это уникальная смазка на основе синтетического масла и комплексом антизадирных присадок обеспечивает смазывание в самых тяжелых условиях. Идеально подходит для металлургического оборудования, нагруженных электродвигателей и другого оборудования. Чрезвычайно высокая температура каплепадения позволяет применять эту смазку не только во влажных но и в высокотемпературных условиях работы: ЕР-3 отлично зарекомендовала себя на бумажных, картонных производствах, на вагонетках производств силикатного кирипича и газобетона для подшипников колес, у нее отличные водоотталкивающие свойства.

Решить эту сложную, но весьма важную задачу можно посредством увеличения эксплуатационного срока подшипников за счет применения специализированных водостойких смазок. Соответственно, разработка материалов с мультифункциональными свойствами стала одним из наиболее перспективных и приоритетных направлений. Кроме того, использование эффективных и доступных по цене консистентных смазочных продуктов позволяет избежать усложнений конструкций узлов, диктуемых использованием жидкой централизованной смазки, и может существенно:

• улучшить условия работы и безопасности персонала;
• повысить энергоэффективность оборудования;
• снизить затраты на содержание.

Для не сильнонагруженных подшипников трения, работающих при температурах до +160 градусов мы рекомендуем использовать смазку с очень высокой механической стабильностью - смазку Эрна-МФ, это великолепный продукт для обеспечения бесперебойной работы подшипников качения работающих при воздействии влаги и температуры.

Для подшипников со средними скоростями вращения и достаточно высокими нагрузками рекомендуется к применению пластичная смазка на основе полусинтетического масла ИПФ ЕР-2  с содержанием дисульфида вольфрама - высокая водостойкость и непревзойденная нагрузочная способность защищат подшипник от износа, а ваше производство от излишних затрат! Применяется для смазывания грануляторов, нагруженных опор, подшипников ступиц лесотехники и других узлов работающих во влажных средах, в том числе для узлов транспортных средств. Высокая адгезия к металлическим поверхностям позволяет смазке обеспечивать непревозойденное смазывание даже в тяжелых условиях эксплуатации.

Особенности эксплуатации и трибологии подшипников

Смазка подшипников минимизирует трение скольжения и качения, обеспечивает эффективный отвод тепла и вывод продуктов износа, предупреждает сваривание и разрушение его конструктивных элементов. При недостатке водостойкой многоцелевой или термостойеой смазки и неэффективности антифрикционных материалов происходит «масляное голодание» и происходит мгновенное схватывание контактных металлических поверхностей, что приводит не только к клину узла, но и вызывает дисбаланс в работе всего агрегата или механизма.

Учитывая характер эксплуатации подшипников, также нельзя игнорировать влияние влаги на их долговечность. Увеличение доли воды в смазочном материале до 0.05% практически вдвое снижает эксплуатационный срок службы, при этом стальная поверхность, поврежденная коррозионными процессами, не поддается реставрации.

Типовые минеральные масла, применяемые в промышленном и аграрном секторе при температурах до + 150˚С, содержат воду в количестве 0.005 ÷ 0.5%. Причем этот параметр может увеличиваться под воздействие влажности окружающей среды и знакопеременных колебаний температуры и при стабильных критически высоких или низких температурах. Соответственно, они не вызывают коррозию, но и не защищают от появления ржавчины и от снижения качества чистоты поверхности элементов качения и скольжения. Устраняют данные недостатки добавлением присадок, что приводит к удорожанию конечного продукта. Сегодня масла активно вытесняются консистентными смазочными материалами, которые демонстрируют лучшие эксплуатационные и энергетические показатели и характеризуются высоким пределом прочности на сдвиг и минимальной зависимостью от внешней среды.

Таким образом, чтобы обеспечить стабильную и безаварийную работу подшипников и для увеличения их срока службы рекомендуется использовать водостойкие смазки применяемые при широком интервале температур, способные формировать прочную пленку не вымывающуюся водой, а при попадании воды в объем смазки не терять своих эксплуатационных и реологических характеристик. Но, кроме, снижения трения и защиты от коррозии смазка подшипников должна обладать высокой термоокислительной стабильностью и высокой адгезией к металлическим и неметаллическим поверхностям, демонстрировать противозадирные свойства и оказывать демпфирующие действие – снижение переменных динамических нагрузок и продольно-поперечных колебаний при вращении. Именно качественные динамические характеристики оказывают прямое влияние на уровень вибраций и шума. Когда подшипники, равно как и другие пары трения, эксплуатируются в условиях высоких контактных давлений и при повышенном уровне влажности, может произойти разрушение масляной пленки, что соответственно увеличивает шумовой эффект и активизирует коррозию. И что самое опасное – данные процессы могут провоцировать аварийные резонансные явления.

Для корректной эксплуатации подшипников важно обеспечить оптимальную закладку водостойкой смазки. При чрезмерном ее количестве и излишках, она плохо будет отводить тепло от зоны трения что приведет к эффекту саморазогрева, не говоря уже о том, что это экономически не целесообразно, так как часть материала будет сброшена под воздействием центробежных сил, а при недостаточном ее объеме значительно сокращается срок службы подшипников.

Также не следует забывать, что для любой водостойкой или универсальной смазки важен ее ценовой порядок и степень экологической безопасности. Стоимость обуславливает порог материальных затрат на содержание, а вероятное наличие токсических компонентов делает процесс замены материала невероятно сложным и увеличивает временные затраты на техобслуживание и сметные расходы на сопутствующие мероприятия.

Основные повреждения подшипников

Итак, адгезионные, антифрикционные, противозадирные и водостойкие свойства консистентных продуктов напрямую определяют характер работоспособности и долговечность подшипников. Рассмотрим наиболее популярные дефекты, которые возникают из-за использования неэффективных масел или пластичных смазок с несоответствующими свойствами.

Усталостные разрушения поверхности

Они появляются из-за низкой вязкости базового масла – т.е. толщина масляной пленки меньше чем должна быть при данном характере нагрузки, как следствие происходит разрыв пленки, при работе в обводненной среде это может быть вызвано также и недостаточной водостойкостью смазки. На начальном этапе дефектная поверхность имеет индевелые следы. При дальнейшей эксплуатации на этих местах металл начинается отслаиваться, и появляются микротрещины.

Последующим проявлением усталостного разрушения станет критическое снижение чистоты поверхности и задиры, чрезмерный шум и нагрев узла. Постоянные перегрузки и загрязнение смазки продуктами износа будут только усугублять ситуацию и подшипник качения не прослужит и половины своего номинального срока.

Выкрашивание

По физической природе данный дефект практически идентичен усталости поверхности, но проявляется более глубокими трещинами и сильным повреждением металлических элементов. Обязательно возникнет, если некачественную смазку дополнят ошибки монтажа, искривленные оси валов и циклические нагрузки.

Абразивный износ

Засорение смазки механическими взвесями и продуктами износа провоцирует абразивное истирание металлических поверхностей, которые начинают темнеть и даже утрачивать свою первичную геометрию. Иногда мелкодисперсная абразивная пыль компилируется с влагой, находящейся в смазке, и тогда подшипник быстро забивается и стремительно выходит из строя.

Атмосферная коррозия

Влажный воздух попадает в конструктив узла из окружающей среды и при снижении температуры конденсируется. Это собственно и провоцирует разрыв пленки в местах контакта сопряженных поверхностей и появление ржавления.

Фреттинг-коррозия

Проявляется на посадочных местах и сопрягаемых плоскостях при возникновении малых колебаний и вибраций. Наиболее сильно проявляется при нарушении допусков посадок и при эксплуатации узлов в агрессивных средах из-за разрушения оксидной пленки. Отделяющиеся микроэлементы стальных сплавов, как продукт износа, сосредотачиваются на небольшой площади контакта или сцепления и провоцируют возникновение каверн. Небольшие изначально каверны постепенно увеличиваются, обуславливая повышение объема продуктов износа и так по нарастающей до появления микротрещин и усталостных проявлений.

Физико-химические процессы возникновения фреттинг-коррозии еще окончательно не изучены, но значительную роль в ее появлении играет совмещение использования смазки с несоответствующими показателями и деструктивная кинематика узла.

Истинное и ложное бринеллирование

При высоких температурах и ударных нагрузках в сочетании с недостаточным смазыванием узлов трения на обоймах подшипников можно увидеть характерные поперечные вмятины-дорожки (истинное бринеллирование). Такие конструктивные дефекты провоцируют шумы и увеличение вибраций.

Но еще пагубней для подшипников ложное бринеллирование, которое имеет ту же природу возникновения, но в результате сильных пластических деформаций проявляется совокуплением появления выбоин и смещения металла. Распознать его по внешним признакам удается далеко не сразу, лишь когда уже возникают вибрации и циклические колебания, спровоцированные непоправимым дефектом.

Термоотпуск

При недостаточном количестве смазывающего вещества или его несоответствующем применении может наблюдаться изменение цвета обоймы, как правило, сталь начинает приобретать темно синий или иссине- черный оттенок. Это явно демонстрирует нарушение температурного режима эксплуатации и в результате отсутствия или недостаточной толщины смазывающей пленки металл подвергается термоотпуску и стремительно теряет свои прочностные характеристики.

Мы перечислили основные причины выхода из строя подшипников. Но в реальных условиях многие из них подвергаются одновременному воздействию сразу нескольких негативных факторов, что тем более усугубляет необходимость применения консистентных водостойких смазок. В зоне риска больше всего находятся подшипники ступиц колесного и железнодорожного транспорта, карданные шарниры равных угловых скоростей легковых автомобилей (ШРУС или на жаргоне автовладельцев «граната»).

Выбор материалов

Сегодня на рынке водостойкие пластичные смазки представлены продуктами, загущенными мылами (могут быть кальциевыми или литиевыми, так как натриевые априори водорастворимы), полимерные и неорганические. Углеводородные рекомендуется применять для консервации или транспортировки.

При этом все консистентные продукты из этой группы, несмотря на то, что их также классифицируют на высокотемпературные, морозоустойчивые, специализированные и универсальные, способствуют снижению энергетических потерь, шумов и вибраций. Их всех отличает:

• хорошая адгезия;
• способность к влагоупрочнению;
• стабильность термоокислительная, механическая и химическая;
• инертность к загрязнению, расслоению, старению и выдавливанию из подшипника;
• великолепные антифрикционные, противокоррозионные, антизадирные и противоизносные качества.

Использование кальциевой смазки в основном ограничивается невысокой термостабильностью. Она великолепно противостоит влаге и работоспособна, но только при температурах, не превышающих порог + 150˚С - например ею смазывают стиральные машины, как промышленные так и бытовые.

Более широким интервалом рабочих температур характеризуется литиевая смазка, что обуславливает ее повсеместное применение во многих отраслях народного хозяйства, но для обеспечения полноценной работоспособности пар трения, функционирующих в вакууме, она не рекомендуется.

Зато для таких целей можно использовать современные водостойкие смазки, разработанные на синтетической основе и обладающие высокой инертностью к старению, повышенным сопротивлением к окислению и загрязнению. Они несколько превышают по цене минеральные масла и мазеподобные аналоги, но зато имеют обширный потенциал применения и позволяют:

• расширить рабочий температурный диапазон;
• увеличить эксплуатационный ресурс;
• смазки с содержанием дисульфида молибдена повышают нагрузочную способность
• снизить энергетические затраты.

Водостойкие смазки не влияют на эксплуатационные свойства полимеров, а также препятствуют проникновению в подшипники агрессивных компонентов и их паров, демонстрируют отменные герметизирующие свойства при обслуживании производственных комплексов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и безупречны для обработки труднодоступных агрегатов, механизмов, расположенных под различным горизонтальным углом и узлов трения, меняющих направление работы.

Несмотря на массовое производство смазок на основе кальциевых и сульфанат кальциевых мыл, отечественные и зарубежные производители Al-содержащих материалов не только продолжают их изготовление, но и системно работают над оптимизацией их рецептуры и улучшением и так довольно хороших показателей водостойкости и реологических характеристик.

Как показывает практика эксплуатации современных смазок, созданных с добавлением алюминиевого комплекса, по сравнению с литиевыми продуктами они не уступают им в гидрофобности и превосходят их по стойкости к окислению и отделению масла в процессе хранения. При этом инженеры и эксперты ASTM сходятся во мнении, что Al-смазки:

• обладают исключительными водостойкими свойствами;
• демонстрируют стойкое сопротивление сдвиговым деформациям;
• прекрасно выполняют свою антифрикционную и защитную функцию в температурном интервале от -40 до 177˚С;
• могут применяться для обслуживания узлов и механизмов, функционирующих в режиме малых и высоких скоростей.

Для промышленности алюминиевые смазки представляют повышенный интерес также из-за хорошей прозрачности и очень гладкой текстуры.

Водостойкие автомобильные смазки

Учитывая характер эксплуатации легкового и грузового автотранспорта, наиболее всего от комплексного воздействия нагрузок, сил трения и влаги изнашиваются элементы ходовой части: подшипники ступиц колес, суппорты и направляющие, рулевые тяги и ШРУС, подшипники и крестовина карданного вала. Эти узлы негерметичны. В них постоянно конденсируется влага и попадают ливневые и талые воды, поэтому их эксплуатационный ресурс напрямую определяется показателями влагостойкости смазки, а также ее способностью удерживаться в узлах и сопротивляться вымыванию и сбрасыванию.

Соответственно, чтобы обеспечить стабильную и длительную эксплуатацию автомобилей, а также увеличить срок службы деталей, необходимо использовать специальные смазочные материалы, удовлетворяющие сразу нескольким требованиям. Они должны обладать высокой водостойкостью и сопротивлением к сдвиговым деформациям, способностью многократно снижать коэффициент трения, износ и коррозию даже при воздействии высоких температур и значительном скоростном факторе.

К тому же в автомобилях есть узлы, где пластичные смазочные материалы выполняют герметизирующую и буферную функцию и обеспечивают ресурсное смазывание. Соответственно качество автомобильных смазок, используемых при монтажной сборке, и, главное, их водостойкость напрямую влияет на:

• функциональность агрегатов, долговечность деталей и узлов и общие показатели надежности автотранспорта в целом;
• экономические затраты на содержание автомобиля;
• периодичность и объемы техобслуживания.

Но в общее понятие «водостойкость» трибологи и автомеханики вкладывают несколько больше, чем обычные обыватели. Под этим определением специалисты подразумевают способность пластичной смазки сопротивляться воздействию воды и ее:

• гигроскопичность (поглощение воды из окружающей среды);
• сопротивление к вымыванию под воздействие струйной влаги и жидкостных сред;
• способность формировать смазочную пленку, стойкую к проникновению парообразной и молекулярной влаги.

Учитывая последнее, антикоррозионные свойства смазочных материалов взаимосвязаны с их водостойкостью, что обуславливает ключевое значение данного параметра для автомобильных пластичных смазок.

В российской практике стандартизации тестирование данных продуктов на водостойкость не используется. Импортные смазки, предназначенные для пар трения автомобилей, подвергаются испытаниям, которые проводятся в соответствии с ASTM D1264. Данный стандарт оговаривает методологию определения параметров стойкости консистентных смазок к вымыванию водой из шарикоподшипника. Для этого продукт в количестве 4 граммов закладывают в подшипник, который потом вращают с частотой 600 об/мин. Далее в течение 60 минут через отверстие ø 1 мм в него подают теплую воду (79˚С) напорной струей со скоростью 5 мл/с. По окончании испытания методом контрольного взвешивания определяют процентное количество вымытой смазки.

Несмотря на то, что в реальных условиях автомобильная смазка не подвергается воздействию горячих жидкостей, данное испытание специально проводится с водой, нагретой до 175˚F. Это позволяет в очень короткий период получить объективные данные о водостойкости консистентной смазки и сравнить с эталонными цифрами наиболее качественных продуктов класса NLGI GC-LB. Напомним, что для автомобильной сферы допустимым считается не более 15% потери смазочного материала.

Как показывают лабораторные испытания в соответствии с ASTM D1264, водостойкие пластичные смазки производства российской компании «Интеравто» полностью ответствуют данной норме. Например, тестирование ИПФ-222 показало, что продукт прекрасно сопротивляется вымываю горячей водой и в процессе испытания потерял только 4%. К тому же продукция компании протестирована на влагостойкость многочисленными высококвалифицированными автомеханиками и получила хорошие отзывы и рекомендации для широкого применения при обслуживании личного и корпоративного автотранспорта от ведущих автосервисов.

Но компания «Интеравто» не останавливается на достигнутом и представила на рынке свою новинку – низкотемпературную синтетическую смазку ИПФ-280. Данный продукт разработан на ПАО-масле и комплексном загустителе и работоспособен при минусовых температурах вплоть до -55˚С и критических ударных нагрузках и вибрациях. Но, главное, ИПФ-280 демонстрирует прецизионную влагостойкость и инертность к эластомерам.

Рекомендации по применению консистентных водостойких смазок «Интеравто» в наиболее ответственных автомобильных узлах и парах трения

Благодаря вышеперечисленным характеристикам и преимущественным качествам пластичные водостойкие смазки все чаще используются для обработки подшипников качения и скольжения. В современных условиях производства их доля уже давно превысила 60% всех материалов, представленных сейчас на рынке. 1520 rubin