Пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения качения

 

Изобретение относится к области создания пластичных смазок, работоспособных в узлах трения качения в широком диапазоне нагрузок и скоростей, в интервале температур от минус 60 до плюс 200°С. Сущность: смазка содержит, мас.%: комплексное кальциевое мыло стеариновой и уксусной кислот 10-20; графит мелкодисперсный 5-20; фенил-α-нафтиламин 0,3-1,0; ионол 0,3-1,0; полиальфаолефиновое масло с вязкостью 18-22 сСт при 100°С 20-50; сложный эфир пентаэритритового спирта и жирных кислот фракции С₅-С₉ - остальное. Технический результат - повышение работоспособности в подшипниках качения с элементами проскальзывания в широком диапазоне температур. 2 табл.

Изобретение относится к области создания пластичных смазок, работоспособных в узлах трения качения в широком диапазоне нагрузок и скоростей, в интервале температур от минус 60 до плюс 200°С.

Известна пластичная смазка, применяемая в узлах трения машин и механизмов при высоких нагрузках и скоростях. Смазка содержит, маc.%:

литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 3-5

полиэтилен с мол. м. 30000-50000 0,5-1,5

полиизобутилен с мол. м. 10000-20000 4-8

диалкилдитиофосфат цинка 3-5

алкилполисульфид 1-3

многозольный алкилсалицилат кальция 0,5-1,5

алкилфеноламинная смола 0,1 -0,3

N-фенил-в-нафтиламин 0,1-1,0

полиметилсилоксановая жидкость 0,005-0,03

экстракт, полученный после отгонки

изопропилового спирта из раствора,

выделенного после экстракции биомассы

бактерий Rodococcus erithropolis 1-3

минеральное масло до 100

Смазка характеризуется довольно узким температурным диапазоном применения и сложным составом, что и определяет низкую воспроизводимость смазки от партии к партии (пат. РФ №2048506, кл. С 10 М 169/04, 20.11.95).

Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая, маc.%:

графит 3-10

церезин 0,5-1,0

продукт на основе нитрованного масла 1-3

кальциевую или литиевую соль высшей

жирной кислоты 8-12

нефтяное масло с кинематической вязкостью

при минус 30°С не выше 3000 Па остальное

(пат. РФ №2000316, кл. С 10 М 169/04, 12.05.92).

Указанная смазочная композиция отличается недостаточной работоспособностью в тяжелонагруженных узлах трения и качения с проскальзыванием и недостаточной работоспособностью при высокой температуре (до 150°С).

Наиболее близкой к заявляемому составу является пластичная смазка, содержащая, маc.%:

алкилнафталиновое масло 1-40

комплексное кальциевое

мыло стеариновой и уксусной кислот 15-25

фталоцианин меди 3-10

фенил-α-нафтиламин 0,3-1,0

ионол 0,3-1,0

графит 0,5-10,0

эфир пентаэритритового спирта

и жирных кислот С₅-С₉ 25-72

Недостатками данной смазки являются недостаточная работоспособность при низких температурах (нижний температурный предел применения - минус 55°С), сильная красящая способность смазки из-за содержания фталоцианина меди, что затрудняет технические регламентные работы с узлами трения, высокий уровень вязкости при низких температурах (ав.св. СССР №488844, 16.01.76).

Задачей предлагаемого изобретения является создание пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения качения, обладающей улучшенной работоспособностью в подшипниках качения с элементами проскальзывания в широком диапазоне температур.

Поставленная задача достигается предложенным составом пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения качения на основе смеси синтетического углеводородного масла и сложного эфира пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉, загущенной комплексным кальциевым мылом стеариновой и уксусной кислот, содержащая графит мелкодисперсный, фенил-α-нафтиламин, ионол.

Смазка отличается тем, что в качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 18-22 сCт при 100°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

комплексное кальциевое мыло

стеариновой и уксусной кислот 10-20

графит мелкодисперсный 5-20

фенил α-нафтиламин 0,3-1,0

ионол 0,3-1,0

полиальфаолефиновое масло

с вязкостью 18-22 Сст при 100°С 20-50

сложный эфир пентаэритритового спирта

и жирных кислот фракции С₅-С₉ остальное

Заявленная пластичная смазка, в отличие от прототипа, содержит повышенное содержание мелкодисперсного графита, что улучшает ее антифрикционные свойства. При летных эксплуатационных испытаниях заявляемой смазки в реальных роликоподшипниках колес шасси самолетов Ту-154, Ту-134, Ил-76, Су-27 и др. было установлено, что смазка работоспособна при температуре минус 60°С и ниже.

Для получения смазки используют: кальциевое мыло стеариновой кислоты по СТП-0199-50-401-055-91, изм. 1; кальций уксуснокислый по ГОСТ 3159-76, изм. 1-2; сухой коллоидно-графитовый препарат марки С-1 по ТУ 113-08-48-64-90, изм. 1; присадку Агидол-1 (ионол) по ТУ 38.5901-237-90, изм. 1-2; неозон А (фенил-α-нафтиамин) по ТУ-6-14-202-74, изм. 1-5; сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ (эфир №2) по ТУ 38.101-272-72, изм. 1-4; масло синтетическое полиальфаолефиновое ПАОМ-20 по ТУ 38.401-58-42-92, изм.1-2.

Предлагаемую смазку готовят следующим образом. Сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ перемешивают с синтетическим полиальфаолефиновым маслом в течение 15 минут. Затем небольшими порциями загружают расчетные количества кальциевого мыла стеариновой кислоты и кальциевой соли уксусной кислоты и перемешивают до образования однородной суспензии, после чего смесь нагревают до температуры 92-100°С. Затем температуру повышают до 240-250°С, при которой выдерживают эту смесь. Антиокислительные присадки могут добавляться в смазку как в процессе ее варки, так и в остывшую смазку.

Охлажденную смазку обрабатывают на гомогенизаторе. Перед механической обработкой в смазку вводится расчетное количество графита.

По вышеприведенной технологии приготовлены шесть образцов смазок, охватывающих весь спектр заявляемых концентраций (табл.1).

Исследованы следующие свойства изготовленных смазок (см. табл.1):

1. Эффективная вязкость по ГОСТ 7163 при минус 40°С и D=10 с^-1;

2. Коллоидная стабильность по ГОСТ 7142;

3. Смазывающие свойства на ЧШМ по ГОСТ 9490;

4. Трибохимическая стабильность на ПМТ по ОСТ 38.01416;

5. Работоспособность в подшипниках качения при высокой нагрузке на стенде ЦКБ - 60 при 200°С и нагрузке 300 кг (в часах) (Решение Государственной Межведомственной Комиссии при Госстандарте РФ от 24.05.78 №23/4-83).

Данные табл.2 показывают, что предложенный состав пластичной смазки при заявленном соотношении компонентов превосходит прототип по всем испытанным показателям, а именно по температурному диапазону применения, по трибостабильности, по смазывающим характеристикам, а главное, по работоспособности в зоне трения качения с проскальзыванием.

Формула изобретения

Пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения качения на основе смеси синтетического углеводородного масла и сложного эфира пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉, загущенной комплексным кальциевым мылом стеариновой и уксусной кислот, содержащая графит мелкодисперсный, фенил-α-нафтиламин, ионол, отличающаяся тем, что в качестве синтетического углеводородного масла смазка содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 18-22 сCт при 100°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Комплексное кальциевое мыло

стеариновой и уксусной кислот 10-20

Графит мелкодисперсный 5-20

Фенил α-нафтиламин 0,3-1,0

Ионол 0,3-1,0

Полиальфаолефиновое масло

с вязкостью 18-22 сCт при 100°С 20-50

Сложный эфир пентаэритритового

cпирта и жирных кислот

фракции С₅-С₉ Остальное