Что такое пенетрация смазки

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕНЕТРАЦИИ КОНСИСТЕНТНЫХ СМАЗОК

Теория

Пенетрацией называют величину, показывающую, на какую глубину погружается в испытуемую смазку конус стандартного прибора за 5 сек. Число пенетрации численно равно глубине погружения конуса прибора, выраженной в десятых долях миллиметра. Пенетрация — показатель условный, не имеющий физического смысла, и не определяет поведение смазок в эксплуатации. В то же время, так как этот показатель быстро определяется, им пользуются в производственных условиях для оценки идентичности рецептуры и соблюдения технологии изготовления смазок.

Смазки по величине пенетрации разделяют на девять классов (таблица 7).

Пенетрация условно характеризует способность смазки сопротивляться выдавливанию из узла трения, а также определяет легкость подачи смазки в узел трения. Поэтому для зимнего периода эксплуатация берут смазки с большим значение пенетрации (250-350 единиц), чем для лета (150-250 единиц).

Число пенетрации характеризует густоту смазок. Чем выше число пенетрации, тем мягче смазка, и наоборот. Пенетрация определяется в приборе, называемом пенетрометром.

Оборудование

Оборудование, необходимое для проведения лабораторной работы

Подготовка к определению

Сущность определения пенетрации заключается в измерении при определенной температуре глубины проникновения в смазку стандартного конуса массой в 100 гр под действием собственного веса. Внутренняя чаша должна быть заполнена смазкой доверху. Поверхность смазки должна быть равномерно распределена по всей внутренней чаше и выровнена шпателем. Конус обязательно должен быть очищен от смазки, оставшейся после предыдущих опытов.

2.3. Порядок определения

Стрелка прибора на шкале (1) устанавливается на отметку «0» (рис. 2.2). Чаша прибора (4) вращением механизма (5) поднимается так, чтобы конус прибора (3) касался поверхности смазки.

Затем в течении 5 сек нажимается кнопка (2) и по шкале (1) определяется пенетрация испытуемой смазки.

Рисунок. 24. Чаши, заполненные испытуемыми смазками

Рисунок. 25. Схема пенетрометра

1 – шкала прибора; 2 – кнопка; 3 – конус прибора;

4 – чаша со смазкой; 5 – механизм вращения чаши

Рисунок. 26. Пенетрометр

Порядок выполнения работы

1. Достаньте из шкафа чашу со смазкой, тюбик с той же смазкой, шпатель для разравнивания и переместите их на стол.

2. Визуально убедитесь, что смазка полностью заполняет чашу. Если заполняет не полностью, то открутите колпачок с тюбика, возьмите его в руки и примените к чаше. Далее разровняйте смазку шпателем, также применив его к чаше.

3. Установите чашу на прибор. Поворачивая чашу, выкрутите механизм поднятия чаши, до соприкосновения смазки с конусом.

4. Нажмите на кнопку. При этом в течение 5 секунд произойдет опускание конуса в смазку. Стрелка шкалы прибора покажет число пенетрации.

5. Затем поднимите конус за ось, связанную с ним, до показания шкалы «0». Скрутите чашу, поставьте ее на стол и при помощи шпателя разровняйте смазку и повторите с ней опыт не менее 4-х раз. Те же действия проведите с остальными смазками.

Обработка результатов

Измерений в данном опыте должно быть не менее 5. По полученным результатам найдите среднее арифметическое значение и сравните с ним все отсчеты. Во внимание принимаются только те отсчеты, которые отличаются от среднего арифметического не более чем на ±3%. При расхождении результатов отсчетов на большее значение, измерения повторяют. Результаты измерений сводятся в таблицу.

В итоге делается вывод о густоте исследуемой смазки, соответствии ее стандартным значениям и возможности применения в соответствующих узлах трения (см. приложения 1,2).

Приложение 1

Приложение 2

Источник

Определение пенетрации смазки

Как и обещали, проводим тест на определение пенетрации смазки (для примера возьмем смазку МС 1000). Пенетрация характеризует степень густоты (консистенцию) смазки, на основе чего делают подбор смазки для того или иного узла трения.

Сущность метода определения пенетрации смазки заключается в определении глубины погружения в испытуемую смазку стандартного конуса за 5 сек при 25’С при общей нагрузке 150 г, выражаемой целым числом десятых долей миллиметра по шкале пенетрометра.

Узел конуса или стол пенетрометра должны регулироваться так, чтобы при показаниях индикатора «0» острие конуса располагалось точно на поверхности пробы. При свободном падении конус должен опускаться без особого трения не менее чем на 40 мм. Вершина конуса не должна касаться дна стакана. Для обеспечения оси конуса в вертикальном положении прибор должен иметь винты для горизонтальной регулировки. Контроль положения оси осуществляется ватерпасом.

Общая масса конуса должна составлять (102,5±0,5) г, а масса плунжера (47,5±0,05) г. Для достижения заданной массы может быть изменен материал, содержащийся внутри конуса, при условии, чтобы общий вид и распределение массы не изменились.

Примечание:
Если температура смазки ниже или выше 25’С более чем на 8’С или если используется другой способ доведения смазки до температуры 25 ‘С, то смазку выдерживают в бане достаточно продолжительное время для того, чтобы температура достигла (25±0,5) «С.

Пенетрация универсальной металлоплакирующей смазки МС 1000 равна 220-260 мм, что соответствует второму и третьему классам по NLGI – смазка подходит как для роликовых/шариковых подшипников. А вот для высокоскоростных она уже будет не очень подходящей.

Источник

Термины свойств пластичных смазок

Загуститель (мыло)

Базовое масло

Вязкость базового масла

Присадки

Присадки необходимы для придания пластичной смазке определенных свойств (например, антиизносных, антикоррозийных, антифрикционных и антизадирных), предотвращающих повреждения подшипников при граничном и смешанном смазывании.

Консистенция/пенетрация

Мера «густоты» пластичной смазки. Консистенцию пластичной смазки классифицируют согласно классам NLGI (Национальный Институт Пластичных Смазок США). Консистенция определяется пенетрацией (глубиной погружения) стандартного конуса в исследуемую смазку при температуре +25 °C за пять секунд. Пенетрация измеряется по шкале с шагом 0,1 мм; более “мягкие” смазки имеют большую величину пенетрации. Данный метод регламентирован стандартами DIN ISO 2137.

Классификация пластичных смазок по классу консистенции NLGI

Система классификации DIN 51825

Пластичные смазки подшипников качения могут быть классифицированы в соответствии с DIN 51825.

Область применения DIN 51825

Дополнительная информация

Класс NLGI

2 (см. классификацию NLGI)

Верхняя рабочая температура и устойчивость к воде

G (см.следующую таблицу)

Нижняя рабочая температура

Третья литера в обозначении

Температура каплепадения

Механическая стабильность

Консистенция смазки подшипников качения не должна значительно меняться в процессе работы. Для оценки механической стабильности пластичной смазки в зависимости от условий работы применяется описанный ниже тест.

Продолжительная пенетрация

Образец пластичной смазки помещается в пенетрометр, после чего осуществляется 100 000 погружений конуса. Затем измеряется пенетрация пластичной смазки. Изменение пенетрации пластичной смазки после 60 погружений и после 100 000 погружений измеряется в 10-1 мм.

Стабильность при перекатывании

Консистенция пластичных смазок при качении не должна изменяться в течении всего срока службы подшипников. Оценку стабильности консистенции при перекатывании проводят, помещая заданное количество смазки в цилиндрический сосуд, внутрь которого помещают ролик, соприкасающийся со стенкой сосуда. Цилиндр с роликом вращается в течение 2 часов при комнатной температуре. Данный метод регламентирован стандартом ASTM D 1403. В SKF модифицировали эту методику, изменяя условия испытаний в соответствии с условиями эксплуатации и увеличивая время испытания до 72 или 100 часов при 80 или 100°C. После окончания испытаний пластичная смазка охлаждается до комнатной температуры, затем оценивается ее пенетрация. Изменение пенетрации до и после испытаний измеряется в 10-1 мм.

Испытания на машине SKF V2F

Защита от коррозии

Пластичные смазки должны обеспечивать защиту металлических поверхностей от коррозии. Антикоррозийные свойства пластичных смазок определяются методом SKF Emcor, регламентированным стандартом ISO 11007. При данном методе испытуемая смазка смешивается с дистиллированной водой и помещается в подшипниковый узел. Подшипник вращается в соответствии с циклом, чередующим остановки с вращением с частотой 80 об/мин.

По окончании цикла испытания степень коррозии оценивается визуально по шкале от 0 (коррозии нет) до 5 (очень сильная коррозия). Метод испытаний в условиях повышенной сложности предполагает использование соленой воды.

Коррозия меди

Пластичные смазки должны защищать от коррозии детали из медных сплавов, применяемые в подшипниках. Защитные свойства пластичных смазок по отношению к меди оцениваются с помощью стандартных методов по DIN 51811. Медная полоска погружается в пластичную смазку и вместе с ней помещается в печь. Затем полоса очищается и оценивается состояние ее поверхности. Результаты испытаний оцениваются соответствующими баллами.

Водостойкость

Водостойкость пластичных смазок измеряется согласно стандарту DIN 51 807 часть 1. Исследуемая смазка наносится на стеклянную пластину, помещаемую в пробирку наполненную дистиллированной водой. Пробирка ставится в водяную баню с заданной температурой на три часа. Изменение вида смазки оценивается визуально по шкале от 0 (изменений нет) до 3 (сильные изменения) при заданной температуре.

Испытание на водостойкость

DIN 51 807: определение водостойкости пластичной смазки.

Маслоотделение

Базовое масло пластичных смазок имеет склонность к отделению от мыльной основы при длительном хранении либо при повышении температуры. Степень маслоотделения зависит от типа загустителя, типа базового масла и метода изготовления смазки. При испытаниях определенное количество пластичной смазки помещается в специальный сосуд, имеющий дно конической формы с отверстиями, под гнет массой 100 г. Сосуд помещается в термостат с температурой +40°C на одну неделю. После этого количество отделенного масла относится в % к первоначальной массе смазки. Испытание на маслоотделение регламентировано стандартом DIN 51 817.

Испытание на маслоотделение

DIN 51 817: определение количества отделенного масла за одну неделю в % при температуре +40 °C

Смазочная способность

Испытательная машина SKF R2F позволяет оценивать работоспособность при высоких температурах и смазочную способность пластичных смазок, имитируя условия работы крупногабаритных подшипников. Тесты проводятся в двух различных условиях:

Положительный результат теста А означает, что пластичная смазка обеспечивает смазывание крупногабаритных подшипников при нормальной температуре и малой вибрации. Положительный результат теста В при 120°C означает, что пластичная смазка обеспечивает смазывание крупногабаритных подшипников при повышенной температуре.

Ресурс пластичных смазок подшипников качения

Машина для испытания смазки SKF ROF позволяет определять срок службы и верхний температурный предел пластичных смазок. Десять радиальных шарикоподшипников устанавливаются в пяти корпусах и заполняются пластичной смазкой. Испытания проводятся при заданной частоте вращения и температуре. Подшипники нагружаются комбинированной (радиальной и осевой) нагрузкой и вращаются до выхода из строя. По данным долговечности каждого подшипника строится распределение Вейбулла и рассчитывается срок службы смазки при данной температуре. Результаты испытаний используют при определении интервалов повторного смазывания подшипников в заданных условиях эксплуатации.

Антизадирные свойства

Испытания на износ на 4-х шариковой машине

Данное испытание проводится на том же оборудовании, что и предыдущее. Нагрузка величиной 1400 Н прикладывается на четвертый шар в течение 1-й минуты. Затем измеряется износ нижних шариков. Стандартное испытание предполагает величину нагрузки 400 Н. Тем не менее, в SKF было принято решение увеличить нагрузку до 1400 Н, чтобы приблизить условия испытаний к реальным условиям работы подшипниковых узлов.

Ложное бриннелирование

Антифреттинговые свойства пластичных смазок имеют большое значение для обеспечения эффективной работы подшипниковых узлов. SKF оценивает эти свойства с помощью теста FAFNIR, стандартизованного как ASTM D4170. Два шариковых упорных подшипника нагружаются и подвергаются вибрации. Затем каждый подшипник взвешивается для того, чтобы измерить износ. Пластичная смазка считается антифреттинговой, если измеренный износ меньше 7 мг.

Источник

Что такое пенетрация смазки

Определение пенетрации с использованием пенетрометра с конусом на одну четверть и половину шкалы

Lubricating grease. Determination of penetration with a penetrometer with a cone by one-quarter and one-half of the scale

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 октября 2013 г. N 60-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 675-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32331-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 1403-10(E)* «Стандартные методы определения пенетрации пластичной смазки конусом на одну четверть и половину шкалы» («Standard test methods for cone penetration of lubricating grease using one-quarter and one-half cone equipment», IDT).

Стандарт разработан Комитетом ASTM D 02 «Нефтепродукты и смазочные материалы», и непосредственную ответственность за него несет Подкомитет D 02.GO.02 «Консистенция и связанные с ней реологические испытания».

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает два метода определения пенетрации пластичных смазок образцов небольших объемов с использованием пенетрометра с конусом на одну четверть и половину шкалы. Методы предназначены для определения пенетрации неперемешанной и перемешанной смазок.

1.2 Пенетрация неперемешанной смазки обычно не характеризирует консистенцию эксплуатируемой смазки, так же достоверно, как пенетрация перемешанной смазки. Для исследования пластичных смазок предпочтительнее пенетрация перемешанной смазки.

1.3 Значения в единицах системы СИ считают стандартными. Значения в скобках приведены только для информации.

1.4 Применение настоящего стандарта связано с использованием в процессе испытания опасных материалов, операций и оборудования. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране труда, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

2 Нормативные ссылки

Ссылки на стандарты ASTM можно уточнить на сайте ASTM, www.astm.org или в службе поддержки клиентов ASTM service@astm.org, а также в информационном томе ежегодного сборника стандартов ASTM (Website standard’s Document Summary).

ASTM D 217, Test methods for cone penetration of lubricating grease (Методы определения пенетрации пластичной смазки конусом)

ASTM D 4175, Terminology relating to petroleum, petroleum products, and lubricants (Терминология, относящаяся к нефти, нефтепродуктам и смазочным материалам)

2.2 Стандарт Энергетического института

IP 50, Determination of cone penetration of lubricating grease (Определение пенетрации пластичной смазки конусом).

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 консистенция пластичной смазки (consistency of lubricating grease): Степень сопротивления перемещению при нагрузке.

Термин «консистенция» используется в определенной степени как синоним пенетрации. В большинстве случаев консистенция имеет отношение к пенетрации перемешанной смазки.

3.1.2 смазочный материал (lubricant): Любой материал, помещенный между двумя поверхностями, снижающий между ними трение и износ.

3.1.3 пластичная смазка (lubricating grease): Продукт от полужидкого до твердого состояния за счет загустителя, диспергированного в жидком смазочном материале.

Диспергирование загустителя образует двухфазную систему и не позволяет жидкому смазочному материалу растекаться за счет поверхностного натяжения и других физических сил. Часто в смазочный материал включают другие компоненты, придающие специальные свойства.

3.1.4 пенетрометр (penetrometer): Прибор, измеряющий консистенцию или твердость материалов в полужидком до полутвердого состояния измерением глубины проникновения в материал указанного конуса или иглы при определенной нагрузке.

В методах испытания по данному стандарту для определения консистенции пластичных смазок используют конус на четверть шкалы (А.1.1) или половину шкалы (А.1.3). Значение пенетрации определяют с помощью конусов и штоков соответствующей массы.

3.1.5 загуститель (thickener): Вещество, состоящее из мелкоизмельченных частиц, диспергированных в жидкой смазке, для формирования структуры продукта.

Загустители могут быть волокнистыми (такие, как различные металлосодержащие мыла), или пластинчатыми, или сферическими (такими, как определенные немыльные загустители), нерастворимые или незначительно растворимые в жидком смазочном материале. Общим требованием к ним является очень маленький размер равномерно распределенных твердых частиц, способных создать относительно устойчивую гелеподобную структуру с жидким смазочным материалом.

3.2 Определения терминов, специфических для настоящего стандарта

3.2.1 пенетрация пластичной смазки (penetration of lubricating grease): Глубина в единицах, равных 0,1 мм, на которую конус на четверть шкалы или конус на половину шкалы проникает в образец при свободном падении под воздействием собственной массы в течение 5 с.

Термин «пенетрация», используемый в настоящих методах испытания, аналогичен термину, применяемому в ASTM D 217. Из-за различия в масштабах конуса термины не являются синонимами, и их не следует путать.

3.2.2 пенетрометр (penetrometer): Прибор, аналогичный приведенному на рисунке 1 в ASTM D 217, для измерения глубины, на которую конус на четверть шкалы или половину шкалы погружается в смазку.

3.2.3 пенетрация неперемешанной смазки (unworked penetration): Пенетрация образца пластичной смазки, подвергнутого только минимальному воздействию при переносе смазки в рабочую чашу или равноценный по размерам жесткий контейнер при температуре 25°С (77°F) для испытания конусом на четверть шкалы или конусом на половину шкалы.

3.2.4 пенетрация перемешанной смазки (worked penetration): Пенетрация образца пластичной смазки при температуре 25°С (77°F), подвергнутого 60 двойным ходам в смесителе конусом на четверть шкалы или половину шкалы с определением пенетрации без задержки.

3.2.5 перемешивание (working): Перемешивание пластичной смазки в смесителе на четверть шкалы или половину шкалы.

4 Сущность метода

4.1 Пенетрацию определяют при температуре (25,0±0,5)°С [(77±1)°F] при свободном падении конуса пенетрометра на четверть или половину шкалы в пластичную смазку в течение (5,0±0,1) с.

5 Назначение и применение

5.1 Настоящий метод испытаний применим к пластичным смазкам со значением консистентности NLGI 0-4 и его используют, если объем образца не позволяет применить метод испытаний по ASTM D 217.

5.2 Значения пенетрации, определенные на пенетрометре с уменьшенной шкалой, не применяют и не регистрируют. Их пересчитывают в значения пенетрации на полной шкале (разделы 9 и 10). Методы по настоящему стандарту не используют взамен метода определения пенетрации конусом с полной шкалой, приведенного в ASTM D 217. Метод пенетрации конусом с полной шкалой имеет большую точность.

5.3 Результаты, полученные при определении пенетрации смазки на уменьшенной шкале, после пересчета в значения для полной шкалы можно использовать для оценки консистентности пластичных смазок в пределах значений консистентности по NLGI, указанных выше. Результаты, полученные по настоящим методам испытаний, широко применяются для разработки спецификаций, однако не установлена корреляция полученных результатов с эксплуатационными характеристиками смазок.

5.4 Результаты пенетрации неперемешанной смазки используют для оценки влияния условий хранения на консистенцию смазки.

6 Аппаратура

6.2 Конус на четверть шкалы и шток приведены на рисунке А1.1 приложения А.

Источник