kenőzsír

6.13.1 Zsírösszetételek és jellemzés

a”zsír” alapvetően olaj, amely sűrítőszert tartalmaz viszkozitásának növelése érdekében. A sűrítőszer lehet szappan, vagy lehet szilárd, nagy felületű. A lítium, kalcium, nátrium, alumínium és bárium zsírsav szappanokat általában 8-25%-os koncentrációban használják. A finom eloszlású agyagok, mint például a bentonit és a hectorit, nagy felületű szilárd anyagként használatosak, általában kvaterner ammóniumvegyülettel történő bevonás után az olajjal való jobb kompatibilitás érdekében. Az agyagot gyakrabban használták a korai zsírokban, a szappannal megvastagodott zsírok pedig manapság gyakoribbak. A többi sűrítőanyaghoz képest a PTFE a legalacsonyabb COF-értékkel rendelkezik, és 300 C-ig használható, de jellemzően csak mérsékelt terhelés esetén alkalmazható. A PTFE-t “erősítőként” használják a többi sűrítőszer egyikével kombinálva, vagy önmagában használják, különösen olyan zsírokhoz, amelyek magas hőmérsékletű használatra szolgálnak, vagy hosszú élettartammal járó alkalmazásokhoz. Erősítőként használva a PTFE jobb súrlódás-csökkentést és tartalék kenést biztosít, ha a zsírban lévő olajat szoros távolságból préselik ki. A PTFE sűrítő ereje a felületének közvetlen függvénye, ezért a diszperziós típusú PTFE-t leggyakrabban erre a célra használják. A kenőanyagok esetében általában a fent leírtakhoz hasonlóan különféle olajok használhatók zsíralapként. Az ásványi olaj alapú zsírban használt olaj általában standard SAE 20-30 viszkozitású kőolaj, de az olaj viszkozitása az alkalmazástól függően megváltoztatható. A magas hőmérsékletű és hosszú élettartamú alkalmazások általában stabilabb olajokat alkalmaznak, például szintetikus szilikon, poliészter, PAO vagy perfluor-poliéter olajokat, és gyakran alkalmazzák a PTFE-t sűrítőként vagy erősítőként. A zsírgyártáshoz felhasználható szintetikus olajok jó összefoglalását a Ref. . A perfluor-alkil-éter zsírokat különösen olyan alkalmazásokhoz használják, amelyek jelentős hőmérsékleti tartományban igényelnek teljesítményt, és ahol oxigénállóságra van szükség. A PTFE-n kívül más sűrítőanyagok is használhatók ugyanabban a zsírban. Gyakori a szilikonolajok (valójában polisziloxánok) sűrítése amorf füstölésű szilícium-dioxid és PTFE keverékével. Az agyagok, mint például a bentonit, PTFE-vel kombinálva használhatók szintetikus PAO -, észter-és fluorokarbon-olajok sűrítésére.

a zsír sűrítőként használt PTFE tipikus szintje a zsír felhordásának követelményeitől függően 3% -40% tartományban van. Ennek a tartománynak az alsó vége akkor érvényes, ha PTFE-t használnak erősítőként és más sűrítőanyagok vannak jelen. A PTFE szintje 20% – tól 40% – ig terjed, ha a zsír egyetlen sűrítőjeként használják. Általában előnyös a PTFE (vagy más sűrítőanyagok) szintjét a lehető legalacsonyabban tartani, mivel a zsírban lévő olaj az elsődleges kenőanyag. A szükséges PTFE mennyisége a minőségétől/felületétől függ. A jó Szűz diszperziós típusú, magas felületű PTFE-nek csak 20% – a szükséges az NLGI 2.fokozatú zsír elkészítéséhez, de legfeljebb 40% – ra lehet szükség az alacsony felületű PTFE-hulladékból. Mint fentebb említettük, a PTFE mennyiségének elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a viszkozitást a kívánt mértékben növelje.

a zsírok nagyobb viszkozitása leegyszerűsíti a tömítési követelményeket számos alkalmazás esetében, és nagyobb biztosítékot nyújt arra, hogy a szűk hézagok kenve maradnak. A zsírok nyíróvékonyító kenőanyagok, ami azt jelenti, hogy viszkozitásuk a nyírás alatt csökken. Tipikus alkalmazások a golyós – és görgőscsapágyak háztartási készülékekben, autóipari kerékcsapágyakban, szerszámgépekben, fogaskerekekben és vasúti berendezésekben. A PTFE zsírban történő használata tartalék kenhetőséget biztosít olyan alkalmazásokhoz, ahol hosszú ideig nem működik, ahol az olaj elválhat a kopó felületektől. A zsírok általában hatékonyan kizárják a vizet a kenhető részből. Minden zsír alkalmazás nem jár határkenéssel, ahol extra kopásgátló teljesítményre van szükség. Néhányan azonban, mint sok kenési helyzetben, az adalékanyagok jelenléte védelmet nyújthat a kopás ellen. Adalékanyagok erre a célra közé tartozik a molibdén-diszulfid, grafit, talkum, cink-oxid, PTFE.

a mechanikus berendezések gyártóinak gyakran el kell dönteniük, hogy olaj-vagy zsírkenést alkalmaznak-e. Az olajat általában akkor használják, ha az üzemi hőmérséklet folyamatosan magas, és olajáramra van szükség a hő eltávolításához. A keringő olaj akkor is előnyös, ha az olaj segítségével kívánjuk kiszűrni a rendszer törmelékét. Az olajokat alacsony indítási nyomatékkal is előnyben részesítik. A kenőanyagok használata akkor ajánlott, ha az újrakenések között hosszú időközökre van szükség, és ha olyan egyszerű házakat és tömítéseket használnak, amelyeket nem az olaj visszatartására vagy a szennyeződések lezárására terveztek.

a zsír használható fém-fém érintkezéshez, fém-műanyag érintkezéshez és műanyag-Műanyag érintkezéshez. Paul Bessette, a kenés és a triboscience területén országosan ismert tanácsadó szerint ” a kenési minőségű politetrafluor-etilén rendkívül hatékony szilárd kenőanyag a műanyagokkal kapcsolatos alkalmazásokhoz, mivel képes csökkenteni a súrlódást és a felületeket, ezáltal csökkentve az érintkezési feszültségeket és javítva az üvegszálak káros hatásait. Jelentős mennyiségű PTFE-t használnak a műanyag alkatrészek kenésére szánt zsírok megerősítésére. Ezenkívül a PTFE a választott sűrítőszer a legigényesebb tribológiai alkalmazásokhoz szánt zsír gyártásához.”.134

a zsírokat általában úgy állítják elő, hogy először összekeverik az összetevőket (olaj, fluoropolimer és egyéb adalékanyagok), majd golyósmalomban, kolloid malomban, homogenizátorban vagy hasonló eszközön vezetik át őket. Gyakori a magas hőmérséklet (legfeljebb 200ccc) használata a keverés közbeni nedvesítés, majd a marás közbeni nagy nyírás javítására.

a zsírok jellemzése különféle szabványosított módszerekkel végezhető el. A világon számos szabványügyi szervezet készít ilyen módszereket. Az amerikai szervezet neve ASTM (American Society for Testing and Materials) International, a brit szervezet neve International Petroleum (IP) test methods, és így tovább. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) jelenleg világszerte igyekszik szabványosítani a módszereket. Az ASTM vizsgálati módszerek egy részét az alábbiakban soroljuk fel.

a zsír típusa az alkalmazásban használt alkalmazás az alkalmazás igényeitől függ. A leggyakoribb zsír az NLGI 2. fokozat.

a zsír fontos jellemzési tesztje annak kopási helyzetben történő használatának értékelése. A kopásvizsgálatok általában két felületet használnak egymáshoz dörzsölve, a két felület közé helyezett zsírral. A kopást súly-vagy térfogatveszteséggel, vagy gyakrabban a kapott kopási heg méreteivel mérik. A szélsőséges nyomásvizsgálatok magukban foglalhatják az érintkezési felületek hegesztéséhez vagy lefoglalásához szükséges terhelés mérését. A vizsgálati feltételek a hőmérséklet és az alkalmazott terhelés függvényében változnak. A zsír kopási tulajdonságainak jellemzésére két módszert alkalmaznak az ASTM D 2266 és az ASTM D 2596 négygolyós tesztek. Nagyon hasonlítanak az alacsony viszkozitású kenőanyagokkal használt Négygolyós tesztekhez (lásd a korábbi vitát). Mindkét módszer forgó acélgömböt alkalmaz három hasonló álló acélgolyóval szemben. Az ASTM D 2266 könnyű terheléssel működik, és megméri a keletkező kopási heg átmérőjét. A D 2596 módszer nagyobb terheléseket alkalmaz, és méri a terhelés-kopási indexet és a hegesztési terhelést. A szélsőséges nyomásteljesítményt néha a “hegesztési terhelés” méri.”Ez a négygolyós teszthez szükséges terhelés a golyók tényleges megragadásához vagy hegesztéséhez. A kezdő terhelést előre meghatározott időközönként alkalmazzák és növelik, amíg a forgó golyó meg nem ragad és hegeszti az álló golyókat.

a legtöbb ásványi olaj alapú zsír nem használ fluoropolimereket sűrítőanyagként. A fluorpolimerek használata szintetikus olajokon alapuló zsír adalékanyagként gyakoribb, különösen a perfluor-poliéter és a polialfaolefin olajok és különösen magas hőmérsékletű használatra. Sok zsírgyártó termékcsaládjában PTFE-vel megvastagodott szintetikus olaj alapú zsír található. A Dow termékcsaládjában PTFE-vel megvastagodott polifluor-sziloxán zsír is található.

A következményei tűnik, hogy a különleges PTFE fokozat, szokatlanul nagy felület.