Смазка для тяжелонагруженных узлов трения

Использование: в различных тяжелонагруженных механизмах, используемых на железнодорожном транспорте. Сущность: смазка содержит в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 4-10; металлоплакирующая присадка «Валена» 2-4; нефтяное масло - остальное. Технический результат - повышение удельных нагрузок, увеличение работоспособности пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов. 2 табл.

 

Изобретение относится к смазкам и может использоваться в качестве металлоплакирующего смазочного материала для снижения износа пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов и других тяжелонагруженных механизмов, используемых на железнодорожном транспорте.

Несмотря на многолетние и многочисленные исследования по повышению износостойкости сопряженных пар, работающих при высоких нагрузках, эта проблема и по настоящее время остается острой. В последние годы выяснено, что основной причиной износов рабочих поверхностей тяжелонагруженных узлов трения, и особенно подверженных атмосферному воздействию, является водородное изнашивание, образование и разрушающее воздействие которого ранее не учитывалось при разработке смазок. Материалы по водородному изнашиванию в настоящее время достаточно широко освещены в технической литературе, например Пашковский И.Э. «Технологические методы защиты деталей бытовых машин и оборудования сервиса от водородного изнашивания». Московский государственный университет сервиса. 2004 г., 234 с.

Используемые ранее смазки для тяжелонагруженных узлов, в которых в основном применялись соединения, содержащие элементы: серу, фосфор и хлор в качестве противозадирных присадок, проблемы повышения износостойкости деталей не решили.

Известна промышленно выпускаемая пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения ФИОЛ-2М, ТУ 38-10-1233-75, 1975, содержащая в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 11,5; антиокислительную присадку - 0,4; вязкостную присадку П-20-3,5; дисульфид молибдена - 2,0; остальное до 100 - масло. Однако в некоторых узлах трения с особьми условиями эксплуатации она не дала положительных результатов.

Была предложена смазка авт. св-во СССР №1027190, имеющая ту же основу, что и смазка ФИОЛ-2М, содержащая кроме дисульфида молибдена 2-4%, хромовокислый свинец 5-10%. Такая смазка оказалась совершенно непригодной, так как подвергалась сильному окислительному воздействию из-за наличия хромовокислого свинца.

В настоящее время для тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного транспорта с линейными контактами (колесо - рельс, зубчатые передачи редукторов) применяется пластичная смазка, описанная в патенте RU №2102442, выбранная в качестве прототипа, содержащая в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4-20; дисульфид молибдена - 0,1-3, продукт нитрованного масла АКОР-1 - 1,0, дифениламин - 1,0 и нефтяное масло до 100.

Общим ингредиентом в описанных выше смазках является дисульфид молибдена, определяющий в основном нагрузочную способность узлов трения. Снижение концентрации дисульфида молибдена в смазке ведет к потере ее смазочных свойств.

В одном из предпочтительных вариантов состава смазки, описанном в пат. RU №2102442 авторы снизили концентрацию MoS₂ до 0,1-0,9%, добавив противозадирную присадку ИХП - 14 М с концентрацией 1-5%, с целью экономической целесообразности из-за высокой стоимости MoS₂. Однако такая смазка в эксплуатации проявила низкую эффективность, привела к прогрессирующему износу рабочих поверхностей колесных пар подвижного состава, рельсов и частой смене деталей, сокращению ресурса тяжелонагруженных поверхностей трения.

Технической задачей данного изобретения является создание смазочного материала, используемого в железнодорожном транспорте, способного выдерживать высокие удельные нагрузки; обеспечить длительную работоспособность сопряженных пар от контактных усталостных повреждений, снижая износ пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов, защищая от водородного износа трущиеся детали и реализуя автокомпенсацию износа и повреждений.

Поставленная задача достигается тем, что смазка для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая литиевое мыло стеариновой кислоты и нефтяное масло, согласно изобретению дополнительно содержит металлоплакирующую присадку «Валена» при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4-10; металлоплакирующая присадка «Валена» - 2-4; нефтяное масло - остальное.

В соответствии с изобретением предлагается смазочный материал на основе минерального масла, например веретенного масла АУ, и литиевого мыла стеариновой кислоты, содержащий в отличие от пластичной смазки-прототипа металлсодержащую маслорастворимую композицию - присадку «Валена» (патент RU №2277579), с заявленным соотношением компонентов, что обеспечивает образование на поверхности трения в местах фактического контакта защитной металлической пленки 1-2 мкм, снижающей износ и проникновение водорода и обладающей низким коэффициентом трения и высокой несущей способностью.

Металлсодержащая маслорастворимая композиция - присадка «Валена» содержит, мас.%: соль металла органической кислоты - 10-90, соль металла неорганической кислоты - 1,5-25, алифатический спирт - 3-55, ароматический амин - 1-8, эпоксидную смолу - 2-10, полимер сукцинимида - 2-8 и 2-иминозамещенное индолина - 0,5-6.

Изобретение включает три варианта опытной смазки для использования их в различных механизмах: гребнесмазывателях - «Пума - МГ»; путевых лубрикаторах - «Пума МЛ»; передвижных рельсосмазывателях «Пума - МР». Состав в масс.% приведен в табл.1.

Опытная смазка обладает большим преимуществом в сравнении со штатной смазкой; в ней отсутствует дорогостоящий компонент дисульфид молибдена, стоимость которого в несколько раз превышает стоимость одной присадки «Валена», содержащейся в опытной смазке.

Высокую эффективность показали опытные смазки при применении их в эксплуатации подвижного состава. При их использовании значительно уменьшается износ рельс и резко снижаются повреждения колес.

Результаты эксплуатационных испытаний опытных смазок за 2006 г. были проанализированы Департаментом локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» (табл.2).

Таблица 2
Наименование изнашиваемых деталей, узлов и механизмов и их повреждения	Степень снижения в (%) износа и повреждений при эксплуатации опытных смазок
Рельсы, износ	Замена рельсов по сверхнормативному износу снизилась на 20
Рельсы на кривых участках дороги, износ	замена рельсов на 21
Колеса вагонов
Отцепочный ремонт вагонов по: - тонкому гребню; износ - кольцевым выработкам; износ	снизился на 15 снизился на 34
Повреждения на поверхности катания: - выщербины на ободе колеса - остроконечный накат гребня - вертикальный подрез гребня - трещины обода и отколы обода колеса	снизились на 10 снизился на 17 снизился на 27 снизились на 34

По технологичности использования опытных смазок отмечается следующее:

- фильтр тонкой очистки смазки не забивается;

- в зимний период смазки не требуют большой температуры нагрева при работе;

- консистенция смазок постоянная, что не требует их частого перемешивания;

- на боковую поверхность колеса смазки ложатся ровным слоем.

Смазка для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая литиевое мыло стеариновой кислоты и нефтяное масло, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит металлоплакирующую присадку «Валена» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

литиевое мыло стеариновой кислоты	4-10
металлоплакирующая присадка «Валена»	2-4
нефтяное масло	остальное