Противозадирные присадки в масле: связаны ли нагрузка сваривания и диаметр пятна износа

Нагрузка сваривания и диаметр пятна износа не связаны универсальной прямой зависимостью. Они характеризуют разные свойства смазочного материала: предельную нагрузочную способность до схватывания и износ в заданном режиме испытания. Поэтому высокий результат по одному показателю сам по себе не гарантирует высокого результата по другому.

В статье разберем, как эти характеристики определяют на четырехшариковой машине по ГОСТ 9490-75, почему в одном случае диаметр пятна становится условием для оценки нагрузки сваривания и как сравнивать данные о смазках. Материал полезен инженерам, техническим специалистам и снабженцам, которые подбирают противозадирные присадки в масле или оценивают результаты испытаний.

Нагрузка сваривания и диаметр пятна износа: что измеряют показатели

Нагрузка сваривания смазки и диаметр пятна износа часто приводятся рядом в технической документации. 

Однако соседство в таблице не означает, что показатели описывают одно и то же свойство. ГОСТ 9490-75 разделяет оценку на предельную нагрузочную способность и противоизносные свойства.

Нагрузка сваривания показывает, при какой нагрузке в испытании происходит сваривание шариков или автоматическая остановка машины из-за достижения установленного момента трения. Диаметр пятна износа, напротив, фиксирует размер следа на шариках после заданного режима испытания. Это разные результаты, отвечающие на разные вопросы о поведении материала.

Из этого следует, что небольшое пятно износа при одном режиме не позволяет автоматически заключить, что смазка выдержит более высокую нагрузку до сваривания. И наоборот, высокая нагрузка сваривания не доказывает, что диаметр пятна окажется минимальным при других условиях испытания. Противозадирная присадка в масле может влиять на показатели, но оценивать результат нужно по каждому из них отдельно.

При выборе важно соотносить лабораторный результат с задачей узла. Если требуется оценить запас по сопротивлению схватыванию, рассматривают нагрузку сваривания. Если нужно судить об износе при заданных условиях, анализируют диаметр пятна и параметры соответствующего испытания.

Как ГОСТ 9490-75 определяет нагрузку сваривания

ГОСТ 9490-75 устанавливает четырехшариковый метод для жидких и пластичных смазочных материалов. 

По этому стандарту нагрузкой сваривания считают наименьшую нагрузку, при которой шарики свариваются либо машина автоматически останавливается при достижении момента трения 1180 ± 25 Н·см. Следовательно, это характеристика предельной нагрузочной способности в условиях предусмотренного испытания.

Стандарт также описывает ситуацию, когда сваривания не происходит, а момент трения остается ниже предельного. В таком случае за нагрузку сваривания принимают нагрузку, при которой средний диаметр пятна износа достигает 3 мм и более. Значение 3 мм здесь не устанавливает прямую зависимость между двумя показателями. Это условный критерий для определения нагрузки сваривания, если основное событие испытания - сваривание - не наступило.

Для пластичных смазок существует и отдельный стандарт: ГОСТ 32501-2013 устанавливает метод определения противозадирных свойств на четырехшариковой машине. При чтении технической документации важно проверить, по какому именно стандарту получены результаты. Совпадение названия показателя еще не подтверждает, что испытания проводили одинаковым методом.

Таким образом, выражение «нагрузка сваривания - пятно износа» описывает не линейную зависимость, а отдельный случай внутри методики. В обычной интерпретации это разные характеристики, а порог 3 мм задействуется как правило оценки при отсутствии сваривания.

Когда диаметр пятна становится критерием нагрузки сваривания

Порог 3 мм применяют только при сочетании условий, указанных в ГОСТ 9490-75: сваривание не наступило, а момент трения не достиг предельного значения. 

Тогда средний диаметр пятна износа 3 мм и более служит основанием принять соответствующую нагрузку за нагрузку сваривания. Без этого контекста трактовать значение пятна как эквивалент нагрузки нельзя.

В документации полезно различать два сценария. В первом испытание заканчивается свариванием шариков или автоматической остановкой машины при достижении момента трения 1180 ± 25 Н·см. Во втором сваривания нет, поэтому применяют предусмотренный стандартом критерий по среднему диаметру пятна износа. Это не делает показатели взаимозаменяемыми: критерий связывает их только в конкретной процедуре.

Пример нормирования свойств пластичной смазки дает ГОСТ 21150-87: для смазки Литол-24 указана нагрузка сваривания не менее 1410 Н и критическая нагрузка не менее 630 Н по ГОСТ 9490-75. Эти значения относятся к разным показателям, приведенным в технических условиях. Само их наличие рядом не позволяет вывести зависимость между нагрузкой сваривания и пятном износа.

При разборе протокола или паспорта полезно уточнить, какое именно значение обозначено как диаметр пятна, на какой нагрузке его получили и по какой методике проводили испытание. Если эти сведения отсутствуют, одного числа недостаточно для вывода об износостойкости или запасе до схватывания.

Как оценивать противозадирные присадки в масле

Для выбора присадки сначала определяют, какое свойство требуется подтвердить. 

При высоких удельных нагрузках внимание уделяют противозадирным характеристикам и нагрузке сваривания. Для оценки износа в заданном режиме рассматривают диаметр пятна и условия испытания. Если в документации указана только нагрузка сваривания, данных об износе она не заменяет.

Это важно и при рассмотрении противозадирных присадок в моторное масло. По одному показателю четырехшарикового испытания нельзя делать вывод о работе масла во всех режимах двигателя: результат относится к конкретному методу и его условиям. Для трансмиссионного масла аналогично оценивают совокупность данных, а не только одно значение нагрузки сваривания. Если производитель указывает содержание или тип присадки, эти сведения также не заменяют результаты испытаний.

В отраслевой документации встречается акцент на нагрузке сваривания для смазок с противозадирными присадками. Например, для EFELE MP-416, противозадирной термостойкой пасты на основе дисульфида молибдена, заявлена нагрузка сваривания более 5500 Н. Это отдельная характеристика продукта, а не основание выводить из нее диаметр пятна износа. Чтобы сопоставить показатель с результатами другого материала, необходимо проверить стандарт и условия испытания.

При выборе важно не переносить выводы с пластичной смазки или пасты на масло только по сходству одного показателя. Сравнение должно учитывать назначение материала и то, какие именно испытательные данные доступны для каждого продукта.

Как сравнивать результаты испытаний смазок

Сравнивать цифры из паспортов имеет смысл только после проверки метода и режима испытания. 

На результат влияют стандарт, температура, скорость вращения, нагрузочный режим и время испытания. Если условия различаются, сопоставление значений может дать неверное представление о сравнительных свойствах материалов.

Перед оценкой данных проверьте:

• по какому стандарту провели испытание: например, по ГОСТ 9490-75 или ГОСТ 32501-2013;

• что именно указано в таблице: нагрузка сваривания, критическая нагрузка или средний диаметр пятна износа;

• совпадают ли температура, скорость вращения, нагрузочный режим и время испытания;

• приведен ли диаметр пятна вместе с нагрузкой, при которой его измеряли;

• есть ли в документации пояснение к критерию 3 мм, если этот порог использовали при определении нагрузки сваривания.

При несовпадении условий нельзя считать, что более высокая нагрузка сваривания обязательно означает меньший износ. Также нельзя трактовать меньшее пятно износа как гарантию более высокого предела до схватывания. Корректный вывод ограничивается теми показателями и условиями, которые фактически отражены в документации.

Если в паспорте приведен только один параметр, запросите протокол или уточнение методики у поставщика. Так инженер сможет понять, отвечает ли показатель требованиям узла, а закупщик - сопоставить предложения без подмены одной характеристики другой.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается нагрузка сваривания от диаметра пятна износа?

Нагрузка сваривания характеризует предельную нагрузочную способность до сваривания шариков или автоматической остановки машины. Диаметр пятна износа показывает размер следа после испытания в заданном режиме. По ГОСТ 9490-75 это разные группы свойств, поэтому один показатель не заменяет другой и не позволяет автоматически предсказать его значение.

Почему в ГОСТ 9490-75 указан порог 3 мм?

Порог 3 мм применяют, если сваривание шариков не наступило, а момент трения остается ниже предельного. В такой ситуации стандарт предписывает принимать нагрузку, при которой средний диаметр пятна износа становится 3 мм и более, за нагрузку сваривания. Это условное правило методики, а не доказательство прямой зависимости показателей.

Можно ли сравнивать нагрузку сваривания разных смазок по паспортам?

Можно, если результаты получены по сопоставимому стандарту и при одинаковых условиях испытания. Нужно проверить температуру, скорость вращения, нагрузочный режим и время испытания, а также убедиться, что сравниваются одинаковые показатели. Если условия различаются или указана только нагрузка сваривания, вывод об износе будет неполным.

Что важнее для трансмиссионного масла: противозадирные свойства или износ?

Для нагруженных зубчатых передач важны оба аспекта. При высоких удельных нагрузках приоритет обычно отдают оценке противозадирных свойств и нагрузке сваривания, но этот показатель не раскрывает износ полностью. Поэтому сопоставляют доступные результаты испытаний и требования к конкретному узлу, не подменяя один критерий другим.

Означает ли высокая нагрузка сваривания, что противозадирная присадка подходит для моторного масла?

Нет, одной нагрузки сваривания недостаточно, чтобы подтвердить пригодность присадки для моторного масла. Четырехшариковый тест дает результат по конкретному методу, а не универсальную оценку работы масла во всех условиях. При выборе учитывают назначение продукта и сведения, подтвержденные его технической документацией.

Заключение

Между нагрузкой сваривания и диаметром пятна износа нет универсальной прямой зависимости: показатели описывают разные свойства смазочного материала. В ГОСТ 9490-75 диаметр пятна 3 мм и более становится условием определения нагрузки сваривания только тогда, когда шарики не свариваются и момент трения остается ниже предельного.

Чтобы оценить противозадирные присадки в масле, сначала определите, какой показатель нужен для узла, затем сверьте стандарт и условия испытания в паспорте или протоколе. Если данных недостаточно, запросите у поставщика методику и результаты по второму показателю.