Fot. Autor, archiwum

Oleje doskonale smarują silniki, przekładnie, łożyska czy układy hydrauliczne, ale czasem muszą je zastępować smary, czyli zmniejszające tarcie środki w postaci gęstych past lub stałych substancji plastycznych.

Powstanie nowoczesnych smarów wymuszone zostało potrzebami wojennymi. Łożyska "latających fortec" i innych rodzajów wojskowego sprzętu wymagały bowiem środków smarnych, które w przeciwieństwie do wcześniej używanych olejów nie wyciekałyby z miejsc smarowania. Nie zmienia to jednak faktu, że do największych wad smarów należą: słabe zdolności odprowadzania ciepła i brak możliwości usuwania osadów.

Badania prowadzone na początku lat czterdziestych doprowadziły do wynalezienia smarów litowych, w których olej smarny o odpowiedniej lepkości został zagęszczony do stałej postaci przy użyciu mydeł kwasów tłuszczowych (12-hydroksystearynianu litowego). Było to epokowe odkrycie, gdyż smary litowe po upływie 70 lat są wciąż stosowane w motoryzacji i przemyśle.

Istota tego wynalazku polegała na wprowadzeniu do oleju włókien przestrzennych mydła litowego, ograniczających możliwość wypływania oleju poza tworzoną przez nie półstałą strukturę. Długość, kształt i gęstość tych włókien wpływa na parametry jakościowe smaru, a zależy od rodzaju zastosowanego mydła.

Podczas produkcji smaru olej mineralny o wymaganej lepkości mieszano z odpowiednio dobranymi olejami roślinnymi, które poddawano następnie reakcji zmydlania za pomocą wodorotlenku litowego. Po usunięciu wody tworzącej się w czasie tego procesu do uzyskanej substancji wprowadzano odpowiedni zestaw dodatków uszlachetniających.

Okazało się przy tym, że twardość produkowanego smaru zależy od ilości zagęszczacza wprowadzonego do oleju, co dało możliwość uzyskiwania smarów o zadanej twardości, ale równocześnie przyniosło konieczność stworzenia klasyfikacji i łatwej metody pomiaru. Taką klasyfikację smarów według ich konsystencji opracował NLGI – National Lubricating Grease Institute (Amerykański Narodowy Instytut Smarów). Obejmuje ona dziewięć klas od: 000 (smar "płynny") do 6 (smar sztywny). Klasy NLGI od 000 do 1, jako dobrze pompowalne, mogą być stosowane w systemach centralnego smarowania. Do klasy NLGI 2 należą najbardziej rozpowszechnione smary do łożysk tocznych. Klasy NLGI 4–6 nie są używane w Europie.

Do pomiaru konsystencji, czyli określenia klasy NLGI, używane są penetrometry mierzące głębokość wnikania kontrolnego stożka w badany smar przy temperaturze 25°C.

Dla zasadniczej funkcji smaru, czyli zmniejszania tarcia pomiędzy współpracującymi elementami, najważniejszy jest zawarty w nim olej, gdyż to on właśnie pełni funkcję smarną. Przy wzajemnym ruchu smarowanych części następuje takie uporządkowanie struktury zagęszczacza, przy którym olej może tworzyć film smarny pomiędzy metalowymi powierzchniami. Po ich zatrzymaniu ponownie jest więziony w strukturze zagęszczacza.

Tweet

Andrzej Tippe
Technical services manager Shell Helix