Пластичная смазка для пар трения

 

Изобретение относится к области химии и нефтехимии, а именно к производству пластичных смазок для узлов трения в машинах и механизмах, используемых в различных отраслях народного хозяйства. Ожидаемый технический эффект от реализации изобретения заключается в повышении антифрикционных свойств путем обеспечения образования гелеобразной консистенции, что позволит уменьшить износ пар трения и соответственно увеличить ресурс работы узлов трения, а также уменьшить расход смазочного материала. В современной технике известно использование полимеров (олигомеров) в качестве добавок к пластичным смазкам. Указанный технический эффект достигается тем, что пластичная смазка, содержащая минеральное масло, полимерные добавкя, антиокси-дант, в качестве полимерной добавки содержит полиэтилен, предварительно подвергнутый воздействию ионизирующей радиации при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: облученный полиэтилен 5 - 15,0; антиоксидант 0,05 - 1,5 минеральное масло остальное, а в качестве антиоксиданта используют N,N'-ди-β-нафтил-пара-фенилендиамин или 2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионилгидразино) -5-(3,5-ди-трет-бутил-гидроксифенилэтил)-2,3-дигидро-1,2,3,4-оксафосфадиазол. 2 табл.

Изобретение относится к химии и нефтехимии, а именно к производству пластичных смазок для узлов трения в машинах и механизмах, используемых в различных отраслях народного хозяйства.

В современной технике известно использование полимеров (олигомеров) в качестве добавок к смазочным материалам.

Известны смазки, содержащие полимеры, в качестве которых применяются полигликоли этилена, пропилена и др. [1].

Недостатком этого состава является то, что полигликоли коррозионно-активны вследствие их гидроскопичности. Кроме того, полигликоли не смешиваются с минеральными маслами. Полигликолевые синтетические масла имеют низкую приемистость к углеводородным маслам синтетического и нефтяного происхождения, что также значительно ограничивает их использование.

Известны также пластичные смазки, содержащие полиэтиленгликоль, и полиолефины [2] , однако они также коррозийно-активны вследствие их гигроскопичности.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому эффекту является пластичная смазка, в состав которой входит минеральное масло и полимерные загустители [3].

Недостатком этой пластичной смазки является нестойкость к окислению.

Ожидаемый технический эффект от реализации изобретения заключается в повышении антифрикционных свойств путем обеспечения образования гелеобразной консистенции, что позволит уменьшить износ пар трения и соответственно увеличить ресурс работы узлов трения, а также уменьшить расход пластичной смазки.

Указанный технический эффект достигается тем, что пластичная смазка, содержащая минеральное масло, полимерные добавки и антиоксидант в качестве полимерной добавки содержит полиэтилен, предварительно подвергнутый воздействию ионизирующей радиации при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Облученный полиэтилен - 5 - 15,0 Антиоксидант - 0,05 - 1,5 Минеральное масло - Остальное, а в качестве антиоксиданта используют N,N'-ди- β -нафтил-парафенилендиамин (антиоксидант А) или 2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионилгидразино)-5-(3,5-ди-трет-бутил-гидроксифенилэтил)-2,3-дигидро-1,2,3,4-оксафосфадиазол (антиоксидант Б).

Техническая сущность данного изобретения заключается в следующем. В специальную емкость загружают минеральное масло, например дистиллированное индустриальное масло марки И-20А, и вводят в него полиэтилен низкой плотности марки 15303-003 или 15803-020, который предварительно подвергают радиационно-химическому сшиванию с использованием γ- или β- излучений и антиоксидант А или Б. Полученную смесь подогревают и тщательно перемешивают в процессе подогрева до получения гомогенной массы.

Пример 1. В емкость объемом 2 л загружают 0,9 кг (приблизительно 90 мас. %) минерального масла, 100 г (10 мас.%) полиэтилена низкой плотности, подвергнутого предварительному сшиванию с использованием β- или γ-излучений и 1,1 г (0,11 мас.%) антиоксиданта А. Емкость с содержимым нагревают при перемешивании последнего до получения гомогенной массы.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но на 0,9 кг (94 мас.%) минерального масла загружают 40 г (5 мас.%) полиэтилена низкой плотности, подвергнутого предварительно радиационно-химическому сшиванию и 0,2 г (0,28 мас.%) антиоксиданта Б. В этом случае вязкость смазочного материала оказывается недостаточной для применения в качестве пластичной смазки. Кроме того, в процессе нагрева наблюдается некоторое потемнение смазочного материала. Это свидетельствует о его окислении, которое приводит к уменьшению ресурса использования смазочного материала, особенно при повышенных температурах.

Пример 3. То же, что и в примере 1, но на 0,9 кг (81 мас.%) минерального масла загружают 175 г (приблизительно 18 мас.%) полиэтилена, подвергнутого предварительно радиационно-химическому сшиванию и 0,7 г (0,8 мас.%) антиоксиданта Б. В этом случае смазочный материал оказывается слишком вязким, что затрудняет его нанесение на трущиеся поверхности пар трения. Кроме того, избыточное количество антиоксидантов не способствует дополнительной защите от окисления и приводит к повышению стоимости смазочного материала.

Полученная по описанным примерам масса может использоваться в качестве пластичной смазки или в качестве присадки к минеральным маслам.

Пластичная смазка испытывалась, например, в паре трения чугунное зубчатое колесо - стальной червячный вал. Явные признаки износа зубчатого колеса в виде продуктов износа (металлических частиц) появились при использовании описываемой пластичной смазки за время в 6 - 8 раз большее, чем при использовании в качестве смазки солидола.

Пластичная смазка при использовании в качестве присадки разбавлялась в 10 раз индустриальным маслом ИГ-А32. Исходное масло ИГ-А32 и масло с присадкой использовались в узлах трения, в конструкциях которых содержались пары трения: вал-втулка и зубчатые зацепления (косозубые зубчатые колеса) из стали V10А. В обоих случаях оценивали износ пар трения сравнением размеров деталей до и после работы в течение 200 ч при скоростях вращения, в 10 раз превышающих обычные для данных узлов.

Диаметр вала уменьшился в этих условиях на 325 мкм в случае с исходным маслом: с применением присадки диаметр вала оказался равный исходному (11,990 мм). Кромка масляной канавки на валу в первом случае оказалась неровной с видимыми невооруженным глазом дефектами очевидно в результате абразивного действия металлических частиц, образовавшихся при износе вала. При использовании масла с присадкой дефекты на кромке канавки отсутствовали.

Зубчатые колеса при испытаниях в среде масла с присадкой изменениям не подвергались. При испытаниях в исходном масле (без присадки) колеса подверглись износу и приобрели форму "седла".

Одним из важнейших показателей эффективности работы пластичных смазок является величина повышения температуры масла в парах трения. Были проведены сравнительные испытания пластичных смазок различного состава, в ходе которых замерялась температура в редукторе в течение длительного времени (до 200 ч). Сведения о составе пластичных смазок приведены в табл. 1, а результаты испытаний - в табл. 2.

Приведенные данные показывают, что в течение всего времени испытаний температура масла с присадкой ниже температуры масла без присадки.

Этот факт можно объяснить только тем, что присутствие присадки уменьшает трение и соответственно тепловыделение при работе узла трения. Меньшее трение и повышенная стойкость к износу пар трения, работающих в присутствии масла с присадкой, являются, очевидно, следствием образования на поверхности деталей полимерной пленки, набухшей в масле. Такая пленка, предотвращающая прямой контакт между телом и контртелом, уменьшая трение между ними, уменьшает износ трущихся деталей. Конечными результатами являются увеличение ресурса работы узлов трения, времени между сменами масла и уменьшение его расхода.

Формула изобретения

Пластичная смазка для пар трения, содержащая минеральное масло и полимерную добавку, отличающаяся тем, что в качестве полимерной добавки смазка содержит подвергнутый воздействию ионизирующей радиации полиэтилен и дополнительно содержит антиоксидант N,N'-ди -β- нафтил-парафенилендиамин или 2-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилпропионилгидразино)-5-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилэтил)-2,3-дигидро-1,2,3,4-оксафосфадиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Подвергнутый воздействию ионизирующей радиации полиэтилен - 5 - 15 Антиоксидант - 0,05 - 1,5 Минеральное масло - Остальноеп

РИСУНКИ

Рисунок 1