Коллоидная стабильность масла и тестирование момента страгивания подшипника на морозе

Чтобы оценить, сможет ли подшипник начать вращение после выдержки на холоде, измеряют момент страгивания и рабочий момент смазки. Для шарикоподшипников применяют ASTM D1478: метод позволяет оценить сопротивление вращению при низкой температуре. Он не измеряет коллоидную стабильность масла напрямую, поэтому этот показатель нельзя подменять результатом испытания на момент.

Статья будет полезна инженерам, техническим специалистам и снабженцам, которые подбирают смазку подшипника для эксплуатации в условиях глубокой заморозки. Разберем, как трактовать результаты испытания, чем момент страгивания отличается от прокачиваемости и какие дополнительные параметры учитывать при выборе.

Что показывает момент страгивания подшипника

Момент страгивания показывает, насколько смазка препятствует началу вращения подшипника после остановки. 

Рабочий момент характеризует сопротивление уже вращающегося подшипника. При испытании фиксируют оба параметра: высокий стартовый момент может затруднить запуск узла после простоя, а рабочий момент помогает оценить сопротивление при вращении.

На результат влияет не только состав смазки, но и ее распределение внутри подшипника. Поэтому значение, полученное в лабораторном испытании, описывает поведение смазки в заданной испытательной конфигурации. Оно не гарантирует идентичную работу любого узла: на нее также влияет распределение смазки внутри конкретного подшипника.

В отраслевой практике встречается ориентир 1000 mNm для момента страгивания. В материалах по смазочным материалам приводится и ориентир 100 Nmm для рабочего момента. Такие пороговые значения применяют при оценке низкотемпературной работоспособности, но их следует соотносить с выбранной методикой и условиями испытания, а не считать универсальными для всех механизмов.

Понятие LTL, или lowest temperature limit, также требует аккуратной трактовки. Это референсная температура, при которой испытательный подшипник достигает установленного уровня трения. LTL не означает абсолютную минимальную температуру эксплуатации и само по себе не подтверждает, что узел запустится на морозе в реальных условиях.

Испытание смазок при низкой температуре по ASTM D1478

ASTM D1478 предназначен для оценки низкотемпературного момента пластичной смазки в тихоходном шарикоподшипнике. 

В редакции ASTM D1478-20 указано, что метод разработан для смазок с очень низким моментом при −54 °C. Для других смазок испытательную температуру выбирают в диапазоне от −73 °C до −18 °C.

Разные температуры нужны потому, что составы отличаются по поведению на холоде. Поэтому само по себе число из протокола недостаточно для корректного сравнения: важно знать стандарт, температуру и то, какой момент измеряли. Если два образца испытывали при разных температурах, сравнение результатов может быть некорректным.

В общих чертах методика включает испытание смазанного шарикоподшипника при заданной низкой температуре и измерение сопротивления вращению. Результаты фиксируют отдельно для начала вращения и установившегося движения. Точные параметры испытательной установки и процедуры следует брать из применяемой редакции стандарта: источники не дают оснований подменять их произвольным лабораторным протоколом.

Для проверки низкотемпературных свойств важно заранее определить, какой узел предстоит обслуживать. ASTM D1478 относится к шарикоподшипникам. Для колесных подшипников предусмотрен отдельный метод ASTM D4693, который оценивает момент в сборке колесного подшипника; его результаты нельзя считать результатами ASTM D1478.

Коллоидная стабильность масла: что не показывает испытание

Коллоидная стабильность масла не определяется измерением момента страгивания. 

ASTM D1478 оценивает сопротивление вращению шарикоподшипника при низкой температуре, а не устойчивость структуры смазки к разделению компонентов. Поэтому вывод о коллоидной стабильности масел нельзя делать только по значению стартового или рабочего момента.

Для оценки пригодности смазки к холодной эксплуатации ISO 12924 предусматривает несколько критериев: момент страгивания и рабочий момент по ASTM D1478 или NF T60-629, давление течения по DIN 51805 и низкотемпературную пенетрацию по ISO 13737. Это разные испытания, и каждый показатель отвечает на отдельный вопрос.

Для узлов, где важен запуск после долгого простоя на морозе, момент в подшипнике имеет самостоятельное значение. Для системы централизованной подачи важна прокачиваемость. Один показатель не заменяет другой: смазка может проходить оценку прокачиваемости, но при этом создавать высокое сопротивление вращению подшипника.

Прокачиваемость смазки на холоде и момент в подшипнике

Прокачиваемость смазки на холоде характеризует ее способность перемещаться по системе подачи. 

Момент страгивания показывает, какое сопротивление смазка создает в подшипнике при начале вращения. Эти свойства связаны с низкотемпературным поведением материала, но не являются взаимозаменяемыми.

Если узел смазывают централизованно, испытание на давление течения помогает оценить подачу смазки. Для подшипника, который запускается после выдержки на морозе, необходимо отдельно учитывать момент страгивания и рабочий момент. ISO 12924 именно поэтому включает в оценку несколько критериев, а не сводит низкотемпературную пригодность к одному числу.

При подборе также важно учитывать условия конкретного узла и распределение смазки в подшипнике. Для холодного пуска имеет значение поведение смазки после простоя, а не только ее способность проходить по магистрали. Если задача включает снижение риска проблем при работе на сильном холоде, в качестве варианта для рассмотрения используют синтетическую смазку на ПАО-масле EFELE SG-311. Результат выбора все равно следует проверять по параметрам, относящимся к узлу и условиям его работы.

Как сравнивать результаты испытаний

Первое условие корректного сравнения - одинаковая методика. 

Результаты ASTM D1478 нельзя напрямую сопоставлять с испытаниями по ASTM D4693: первый метод относится к шарикоподшипникам, второй - к сборке колесного подшипника. Аналогично, давление течения по DIN 51805 и пенетрация по ISO 13737 не заменяют измерение момента.

Второе условие - одинаковая температура испытания. ASTM D1478-20 указывает диапазон от −73 °C до −18 °C для разных смазок и температуру −54 °C для материалов с очень низким моментом. При сравнении протоколов нужно проверить, при какой температуре испытывали каждый образец и какой именно показатель зафиксировали.

Перед принятием решения инженеру или закупщику полезно сверить:

• Стандарт и его редакцию.

• Температуру испытания.

• Результаты отдельно по моменту страгивания и рабочему моменту.

• Соответствие метода типу подшипникового узла.

• Наличие дополнительных данных по давлению течения и низкотемпературной пенетрации.

Такой порядок помогает избежать ошибочного вывода по одному показателю. В частности, низкая пенетрация сама по себе не подтверждает низкий момент страгивания, а хорошая прокачиваемость не означает, что подшипник легко начнет вращаться после холодного простоя.

Часто задаваемые вопросы

Что измеряет ASTM D1478?

ASTM D1478 оценивает низкотемпературный момент смазки в тихоходном шарикоподшипнике. При испытании отдельно рассматривают момент страгивания и рабочий момент. Метод не предназначен для оценки всех характеристик смазки или для определения прокачиваемости в системе централизованной подачи.

Означает ли низкая температура LTL гарантированный запуск подшипника?

Нет. LTL - референсная температура, при которой испытательный подшипник достигает заданного уровня трения. Это не абсолютная минимальная температура эксплуатации и не гарантия запуска любого узла. На результат в реальной работе влияет, в частности, распределение смазки внутри подшипника.

Если смазка прокачивается на морозе, легко ли провернется подшипник?

Не обязательно. Прокачиваемость и момент страгивания характеризуют разные свойства. Давление течения помогает оценить подачу смазки, тогда как момент показывает сопротивление вращению подшипника. Для низкотемпературной оценки применяют несколько критериев, включая ASTM D1478, DIN 51805 и ISO 13737.

Подходит ли ASTM D1478 для колесного подшипника?

ASTM D1478 оценивает момент в шарикоподшипнике, а для испытания момента в сборке колесного подшипника предусмотрен отдельный метод ASTM D4693. Эти процедуры относятся к разным испытательным конфигурациям. Поэтому результаты следует трактовать с учетом типа узла и не считать методы взаимозаменяемыми.

Заключение

Для оценки момента страгивания подшипника в условиях глубокой заморозки применяют ASTM D1478 и отдельно фиксируют стартовый и рабочий моменты. Коллоидная стабильность масла этим методом не измеряется, а прокачиваемость не заменяет испытание подшипника. Низкотемпературную пригодность разумно оценивать по нескольким параметрам, включая момент, давление течения и пенетрацию.

Следующий шаг - определить тип подшипникового узла и рабочие условия, затем запросить результаты испытаний по подходящим методам при сопоставимой температуре. Это позволит оценить смазку по характеристикам, которые непосредственно связаны с запуском и работой узла на холоде.