Лубриканты — виды и применение¶
Лубриканты — вещества, снижающие трение между соприкасающимися поверхностями, применяемые в машиностроении, транспорте, промышленности и повседневной жизни. Термин происходит от англ. lubricant (в свою очередь от лат. lubricare — «смазывать»). Класс лубрикантов охватывает широкий спектр материалов — от минеральных масел до синтетических полимеров и водных составов — с разными физико-химическими свойствами и областями применения.
¶Основные виды
По агрегатному состоянию и составу лубриканты подразделяются на несколько групп:
| Вид | Агрегатное состояние | Примеры |
|---|---|---|
| Жидкие масла | Жидкое | Минеральные, синтетические, растительные масла |
| Пластичные смазки | Полутвёрдое | Литол, солидол, графитовая смазка |
| Газообразные | Газ | Сжатый воздух, инертные газы |
| Твёрдые | Твёрдое | Графит, дисульфид молибдена, политетрафторэтилен (ПТФЭ) |
| Специальные составы | Разное | Силиконовые смазки, керамические покрытия |
¶Минеральные масла
Наиболее распространённый класс лубрикантов. Получают переработкой нефти. Делятся на группы вязкости по классификации SAE (от 0W до 60W) и по уровню качества по API (от SA до SN/CF). Применяются в двигателях внутреннего сгорания, редукторах, гидросистемах, станках.
¶Синтетические масла
Производятся химическим синтезом — полиальфаолефины (PAO), эфиры, силиконы, перфторполиэфиры. Отличаются более широким диапазоном рабочих температур, меньшей испаряемостью и повышенной стойкостью к окислению по сравнению с минеральными аналогами. Применяются в авиации, космической технике, высоконагруженных редукторах, холодильном оборудовании.
¶Пластичные смазки
Дисперсные системы, в которых жидкая фаза (обычно минеральное масло) удерживается загустителем — мылами щелочных металлов (литиевое, натриевое, кальциевое мыло), неорганическими загустителями (бентонит, силикагель) или полимерами. Основные отечественные марки: ЛИТОЛ-24, СИЛИКОН-24, ЕР, ГОИ-54п. Применяются в подшипниках качения, шестерённых передачах, узлах трения автомобилей и сельхозтехники.
¶Твёрдые лубриканты
Используются там, где жидкие и пластичные смазки неприменимы: при высоких температурах, в вакууме, в контакте с агрессивными средами. Наиболее известные:
- Графит — применяется при температурах до 450 °C в сухом виде и до 600 °C в присутствии воздуха;
- Дисульфид молибдена (MoS₂) — эффективен в вакууме и под нагрузкой, рабочий диапазон до 400 °C;
- ПТФЭ (фторопласт-4) — химически инертен, используется в пищевом оборудовании и химической промышленности;
- Нитрид бора — применяется при очень высоких температурах.
¶Требования к лубрикантам
Основные эксплуатационные характеристики:
- Вязкость — определяет толщину масляной плёнки и способность сохранять смазку при нагрузке;
- Температурный диапазон — способность работать без потери свойств от минусовых до высоких температур;
- Противоизносные присадки — снижают износ деталей (присадки на основе фосфора, серы, цинка);
- Антиокислительная стабильность — замедляет старение масла;
- Коррозионная инертность — отсутствие агрессии к металлам и уплотнениям;
- Смачивающая способность — адгезия к поверхности.
¶Смазывающие материалы бытового назначения
Термин «лубриканты» в повседневной речи часто относится к интимным смазкам — водным, силиконовым и масляным составам, применяемым для уменьшения трения при половых контактах. Водные лубриканты совместимы с латексными изделиями, силиконовые — более долговечны, но несовместимы с силиконовыми игрушками. Масляные (вазелин, кокосовое масло) не рекомендуются с латексом, так как разрушают его.
¶Экологические и регуляторные аспекты
Разлив минеральных масел и смазочных материалов является источником загрязнения почвы и воды. В промышленности разработаны биоразлагаемые лубриканты на основе растительных масел (рапсовое, соевое), которые быстрее разлагаются в окружающей среде. В России действуют нормативы по утилизации отработанных смазочных материалов — они относятся к отходам класса опасности III и подлежат специальной переработке.
¶Применение
Основные отрасли использования лубрикантов:
- Автомобильная промышленность — моторные масла, смазки для шасси, трансмиссионные масла;
- Металлообработка — СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) при резании и обработке металлов;
- Авиация и космос — специальные масла для двигателей и агрегатов;
- Пищевая промышленность — пищевые смазки для смазки форм и оборудования;
- Строительство — смазки для тросов, подшипников кранов и механизмов;
- Медицина — смазки для медицинских инструментов и расходных материалов.
¶Историческая справка
Первые известные смазывающие материалы — животные жиры и растительные масла — применялись с античности. Механическое смазывание упоминается в трактатах Леонардо да Винчи, изучавшего трение в XV веке. Промышленное производство минеральных масел началось в 1850-х годах после развития нефтепереработки в России (Д. И. Менделеев, В. В. Марковников). Стандартизация лубрикантов появилась в начале XX века с развитием автомобильной промышленности.
¶Источники
- ГОСТ 20799-88 «Масла индустриальные. Технические условия»
- Справочник по смазочным материалам и смазке машин / под ред. Н. Н. Тихонова
- Классификация API и SAE — официальные документы API (American Petroleum Institute)
- Материалы НИИ смазочных материалов (НИИСМ)