Все контактные смазки делятся на две категории: непроводящие и проводящие.Соответственно каждый вид смазок имеет свое назначение и принцип действия.
При контакте двух металлических деталей по поверхности образуется электрическое контактное соединение, качество которого характеризуется начальным контактным сопротивлением.
Существует множество факторов, оказывающих влияние на величину начального контактного сопротивления при монтаже и эксплуатации:
- чистота обработки поверхности (шероховатость),
- усилие прижатия двух контактных элементов (усилие затяжки при болтовом соединении),
- качество зачистки поверхностей перед монтажом (наличие непроводящих веществ в зоне контакта),
- ослабление соединения вследствие ползучести материалов при эксплуатации,
- образование непроводящих химических соединений при эксплуатации вследствие нагрева контактного соединения.
Но даже правильно смонтированное контактное соединение может ухудшить свои характеристики в течение эксплуатации.
Непроводящие смазки
Для некоторых материалов, например для алюминия, характерно образование тонкой окисной пленки непосредственно сразу после зачистки. Эта пленка обладает значительной твердостью, неэлектропроводна, и, если ее не удалить перед монтажом, может привести к ухудшению характеристик электропроводности контактного соединения. Одним из способов уменьшения переходного контактного сопротивления является применение непроводящих смазок.
Для некоторых материалов, например для алюминия, характерно образование тонкой окисной пленки непосредственно сразу после зачистки. Эта пленка обладает значительной твердостью, неэлектропроводна, и, если ее не удалить перед монтажом, может привести к ухудшению характеристик электропроводности контактного соединения. Одним из способов уменьшения переходного контактного сопротивления является применение непроводящих смазок.
Непроводящие смазки могут быть без твердых наполнителей и с твердыми наполнителями
Смазки без твердых наполнителей
При изготовлении алюминиевой арматуры некоторые производители удаляют окисную пленку методом травления в вакууме, производя обработку контактной поверхности непосредственно при изготовлении специальными защитными составами, называемыми так же ингибиторы коррозии. Эти составы препятствуют образованию окисной пленки на контактной поверхности при хранении.
Однако, ингибиторы коррозии неэлектропроводны. Поэтому, для того, что бы они не препятствовали образованию качественного контактного соединения при монтаже, ингибиторы должны легко вытесняться при соединении поверхностей контакта, то есть они должны обладать определенной текучестью.
При изготовлении алюминиевой арматуры некоторые производители удаляют окисную пленку методом травления в вакууме, производя обработку контактной поверхности непосредственно при изготовлении специальными защитными составами, называемыми так же ингибиторы коррозии. Эти составы препятствуют образованию окисной пленки на контактной поверхности при хранении.
Однако, ингибиторы коррозии неэлектропроводны. Поэтому, для того, что бы они не препятствовали образованию качественного контактного соединения при монтаже, ингибиторы должны легко вытесняться при соединении поверхностей контакта, то есть они должны обладать определенной текучестью.
Смазки с твердыми абразивными наполнителями
Другим способом борьбы с окисными пленками является их разрушение при монтаже. Для этого применяются контактные смазки с твердыми включениями, разрушающими пленки при сжатии поверхностей контакта. В качестве абразивных наполнителей могут использоваться частицы твердых металлов, металлокерамики, керамики, твердых минералов. В России применяется так называемая кварцвазелиновая смазка.
Непосредственно перед монтажом необходимо провести механическую зачистку контактных поверхностей и затем нанести на них тонкий слой смазки. Возможно так же заполнение кварцвазелиновой смазкой контактной поверхности непосредственно при изготовлении кабельной арматуры. В этом случае возможно сразу монтировать изделия на кабельные жилы. При сжатии поверхностей контакта (затяжка болтов, опрессовка) твердые частицы кварца разрушают окисную пленку на поверхностях контакта, а консистентная основа препятствует образованию окисной пленки вновь. Благодаря пластической деформации контактирующих выступов, они образуют надежное контактное соединение.
Непосредственно перед монтажом необходимо провести механическую зачистку контактных поверхностей и затем нанести на них тонкий слой смазки. Возможно так же заполнение кварцвазелиновой смазкой контактной поверхности непосредственно при изготовлении кабельной арматуры. В этом случае возможно сразу монтировать изделия на кабельные жилы. При сжатии поверхностей контакта (затяжка болтов, опрессовка) твердые частицы кварца разрушают окисную пленку на поверхностях контакта, а консистентная основа препятствует образованию окисной пленки вновь. Благодаря пластической деформации контактирующих выступов, они образуют надежное контактное соединение.
Для таких смазок справедливо требование по вязкости – смазывающая основа не должна являться препятствием для получения надежного контактного соединения.
Непроводящие смазки выполняют антиокислительную функцию и при эксплуатации, являясь средством стабилизации контактного сопротивления ГОСТ 10434-82.
Проводящие смазки
В отличие от непроводящих смазок, механизм работы проводящих смазок совершенно иной.
Контакт двух поверхностей на микроскопическом уровне имеет вид, показанный на рисунке. Выступы одной поверхности контактируют с выступами другой. В этих местах образуются точки непосредственного контакта с нулевой разностью потенциалов. Через них протекает ток, причем происходит явление стягивания линий тока. Таких точек контакта по отношению к общей площади поверхности контакта достаточно мало. В общем, количество таких точек непосредственного контакта и определяет качество получаемого контактного соединения.
Контакт двух поверхностей на микроскопическом уровне имеет вид, показанный на рисунке. Выступы одной поверхности контактируют с выступами другой. В этих местах образуются точки непосредственного контакта с нулевой разностью потенциалов. Через них протекает ток, причем происходит явление стягивания линий тока. Таких точек контакта по отношению к общей площади поверхности контакта достаточно мало. В общем, количество таких точек непосредственного контакта и определяет качество получаемого контактного соединения.
Для того, чтобы увеличить количество точек непосредственного контакта можно уменьшить шероховатость поверхностей. Однако такой способ достаточно дорог.
Другим способом увеличения площади контакта является заполнение пустот между контактирующими поверхностями проводящей субстанцией (рисунок). Тогда пространство между поверхностями будет полностью заполнено проводящим составом.
На этом и основан принцип работы проводящих смазок.
Проводящие смазки имеют консистентную основу, равномерно заполненную микроскопическими проводящими частицами. Материалом для проводящих включений служит угольная (графитная) пыль, латунь, медь, серебро, проводящие химические соединения.
При прижатии контактных поверхностей смазка заполняет весь объем между поверхностями контакта. В отличие от непроводящих смазок вязкость проводящих должна быть выше, что бы смазка не вытеснялась из зоны соприкосновения. При этом она так же выполняет антиокислительную функцию при эксплуатации, являясь средством стабилизации переходного контактного сопротивления.
При прижатии контактных поверхностей смазка заполняет весь объем между поверхностями контакта. В отличие от непроводящих смазок вязкость проводящих должна быть выше, что бы смазка не вытеснялась из зоны соприкосновения. При этом она так же выполняет антиокислительную функцию при эксплуатации, являясь средством стабилизации переходного контактного сопротивления.