Смазочный стержень-композиция для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс
Владельцы патента RU 2370390:
Селютин Геннадий Егорович (RU)
Ворошилов Владимир Александрович (RU)
Соколов Александр Анатольевич (RU)
Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки узлов трения, а также при эксплуатации различных механизмов и машин для увеличения межремонтного ресурса. Смазочный стержень-композиция содержит оболочку, выполненную из эпоксидного клея ЭДП с добавками серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8 углерода технического печного электропроводного и фторопласта Ф-4. В оболочке смазочного стержня содержится наполнитель, включающий смазку Литол-24, серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 и термолизный углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%: оболочка: серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 - 1,0-2,0; углерод технический печной электропроводный - 0,1-0,2; политетрафторэтилен в виде порошка фторопласта Ф-4 - 0,2-0,4; эпоксидный клей ЭДП - остальное; наполнитель: серпентинит
Mg6{Si4O10}(OH)8 - 1,0-2,0; термолизный углерод - 0,1-0,2, консистентная смазка Литол-24 - остальное. Технический результат заключается в повышении эффективности смазочного стержня-композиции за счет повышения его адгезионных и антифрикционных свойств, что позволит уменьшить износ в паре трения реборда колеса - рельс. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области рельсовых средств перемещения и касается уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс за счет использования новой смазочной композиции, подаваемой к поверхности трения в виде смазочного стержня.
Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки узлов трения, а также при эксплуатации различных механизмов и машин для увеличения межремонтного ресурса.
Нанесение смазки на поверхности трения в паре трения реборда колеса - рельс позволяет существенно снизить интенсивность износа реборд колес и боковых поверхностей рельс, по которым катаются (перемещаются) колеса.
Известна смазочная композиция, содержащая низкомолекулярный полиэтилен (5-25%), порошкообразный наполнитель, в качестве которого использован графит (3-30%) и дополнительно углеводородный конденсат стадии сепарации при производстве полиэтилена высокого давления (до 100%) [1], к недостаткам которой относятся:
- применение порошкообразного наполнителя - графита, к которому предъявляются повышенные требования по минимизации содержания минеральных примесей, обеспечение которых определяет его большую стоимость [2];
- используемый углеводородный конденсат стадии сепарации может содержать остаточный инициатор полимеризации (например, перекисное соединение), который может вызвать коррозионные процессы на металле;
- непостоянство состава углеводородного конденсата, поскольку он может содержать значительные количества компрессорного масла и масла, используемого для растворения инициатора;
- смазка плохо наносится в местах трения, т.к. обладает высокой вязкостью и плохо удерживается на рельсе.
Известны также гетерогенные и гомогенные металлоплакирующие смазочные материалы [3, 4, 5], основной принцип действия которых заключается в формировании на участках фактического контакта деталей трения защитных пленок на основе мягких металлов Cu, Sn, Pb, Zn, Mo, Ag. Эти пленки, локализуя в себе сдвиговые деформации при трении, уменьшают силовое воздействие и интенсивность изнашивания сопряженных поверхностей, при этом гетерогенные металлоплакирующие смазочные материалы содержат металл или его окислы в виде порошков [6].
Недостатками гетерогенных металлоплакирующих смазочных материалов являются низкая устойчивость дисперсий металлических порошков и зависимость эффективности формирования пленки от концентрации металлов в среде. Поэтому их применение ограничивается главным образом пластичными смазками.
Недостатком гомогенных металлоплакирующих смазочных материалов является сложность их практического применения, т.к. для образования защитной пленки требуется обеспечение высокой скорости восстановления соединений металла в зоне трения при соблюдении требований в отношении их коррозионной агрессивности. Кроме того, металлоплакирующие смазочные материалы имеют ограниченные антифрикционные и противоизносные свойства.
Известна твердосмазочная композиция для металлических узлов трения, содержащая связующее и абразивоподобный компонент на основе природного гидросиликата магния, содержащая оксиды металлов, имеющих меньшее, чем железо, сродство к кислороду, а также магнитный твердый раствор этих оксидов со структурой шпинели и/или граната при следующем соотношении компонентов, мас.%: природный гидросиликат магния - 65-95; оксиды металлов - 0,5-10; магнитный твердый раствор - 4,5-25 [7]. В качестве природного гидросиликата магния твердосмазочная композиция может содержать антигорит, серпентин, серпентинит, тальк при массовом соотношении компонентов, %: абразивоподобный компонент - 7; связующее - 93.
Использование такой твердосмазочной композиции или геомодификатора трения обусловливает протекание в зоне трения топохимических реакций, обеспечивающих формирование сервовидной пленки, уменьшающей износ элементов трения. Однако, как показали эксперименты авторов, твердосмазочная композиция не обеспечивает формирование прочносвязанного с поверхностью трения слоя, что является существенным ее недостатком.
Известно практическое применение геомодификаторов трения [8, 9] «РВС», «ХАДО», СУПРА», «НИОД», «ФОРСАН», «Живой металл», «ТРИБО», «Реагент 2000» и др. Геомодификаторы образуют на поверхности текстурированные слои металлокерамик с высокой энергией схватывания, обладающих высокой прочностью. Однако процессы, при которых имеют место структурные перестройки и модифицирование поверхности, происходят при температурах 600-800°С и высоких нагрузках. Все указанные геомодификаторы, как показали результаты спектрального анализа, содержат набор фаз, который без изменений входит в состав комплексного природного минерала «Змеевик» Малышевского карьера в Сибири или поделочного камня «Листвинит» карьера Карельского перешейка [10]. Действующим компонентом является гидратированный силикат магния. В процессе эксплуатации и при лабораторных испытаниях геомодификаторов на основе силикатов магния в парах сталь-сталь обнаруживаются микровырывы [10], что приводит к разрушению сервовидной пленки и способствует увеличению износа элементов трения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является смазочный стержень [11] - прототип, содержащий оболочку, выполненную из одних компонентов смазки, и наполнитель, заполняющий оболочку, состоящий из остальных компонентов смазки (порошкообразных веществ со связующим). Оболочка, чтобы предотвратить поломки смазочного стержня от ударных нагрузок и вибрации при движении колес по рельсовому пути, выполнена из плакирующих металлов, входящих в состав смазки. В то же время толщина оболочки определена из условия, чтобы в пределах расходуемой части стержня масса оболочки соответствовала принятому содержанию в нем металлов, из которых она изготовлена. Скорость истирания оболочки определяет скорость расходования стержня в целом.
Смазочный стержень устанавливается в гильзе, которая крепится к раме колесной тележки. Пружина в гильзе обеспечивает постоянное прижатие рабочего торца смазочного стержня к смазываемой поверхности гребня колеса.
Недостатками смазочного стержня являются:
- низкая адгезия смазки, связанная с тем, что при трении стержня о поверхность гребня колеса происходит вначале нанесение слоя плакирующих металлов из оболочки, а затем состава компонентов смазки находящихся в оболочке и сверху нового слоя плакирующих металлов. Нанесенные слои из-за разнородности материалов и очень малой адгезией по отношению друг к другу будут интенсивно осыпаться;
- низкая эффективность смазочного стержня по обеспечению антифрикционных свойств смазки, связанная с неоптимальным соотношением компонентов смазки, наносимых на поверхность гребня колеса. Это связано с тем, что послойное нанесение компонентов смазки, входящих отдельно в оболочку и в наполнитель, характеризующееся низкой адгезией и осыпанием смазки, не обеспечивает заданное (процентное) оптимальное соотношение компонентов смазки на смазываемой поверхности. Кроме того, послойное нанесение компонентов смазки на обеспечивает эффективное смешение и равномерное распределение компонентов в смазке, что также не позволяет получить заданное (процентное) оптимальное соотношение компонентов смазки.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности смазочного стержня-композиции за счет повышения его адгезионных и антифрикционных свойств.
Поставленная задача достигается использованием в смазочном стержне-композиции в качестве материала для оболочки эпоксидного клея ЭДП (ТУ 2385-039-54804491-2004) с добавками серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8, углерода технического печного электропроводного (ТУ 38.11518-85) и фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН), а в качестве наполнителя в оболочке смазочного стержня предлагается использовать консистентную смазку Литол-24 (ГОСТ 21150-87), серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 и карбосил Т-20 (ТУ 5716-004-75625634) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оболочка:
| - серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| - углерод технический печной электропроводный | |
| (ТУ 38.11518-85) | 0,1-0,2 |
| - политетрафторэтилен в виде порошка | |
| фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН) | 0,2-0,4 |
| - эпоксидный клей ЭДП (ТУ 2385-039-54804491-2004) | остальное |
наполнитель:
| - серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| - карбосил Т-20 (ТУ 5716-004-75625634) | 0,1-0,2 |
| - консистентная смазка Литол-24 (ГОСТ 21150-87) | остальное |
при этом отношение площади поперечного сечения оболочки к площади поперечного сечения наполнителя в смазочном стержне-композиции определяется формулой:
7,9≤Sо/Sн≤8,1,
где So - площадь поперечного сечения оболочки стержня,
Sн - площадь поперечного сечении наполнителя стержня.
Введение в состав смазочного стержня-композиции серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8 обеспечивает формирование между поверхностями трения сервовидной пленки, уменьшающей износ элементов трения. Это связано с тем, что неорганические материалы на основе природных минералов Men[SiOk](ОН)р, где Me=Fe, Mg, Al, к которым относится серпентинит, при высоких давлениях и температурах могут кристаллизоваться в виде форстерита, волостанита и ряда других модификаций со значительной микротвердостью.
Политетрафторэтилен ПТФЭ - синтетический полимерный продукт полимеризации тетрафторэтилена - использован для увеличения антифрикционных и антикоррозионных свойств. В России этот продукт выпускается под названием фторопласт-4, или фторлон-4 (Ф-4 по ГОСТ 10007-80).
Углеродсодержащая добавка в виде порошка углерода технического печного электропроводного (ТУ 38.11518-85) введена для повышения износостойкости поверхностей трения.
Углерод технический печной электропроводный в разработанном смазочном стержне-композиции улучшает его антифрикционные свойства.
Клей эпоксидный марки ЭДП (ТУ 2385-039-54804491-2004), состоящий из эпоксидной модифицированной смолы и отвердителя, например полиэтиленполиамина, обеспечивает необходимую строительную прочность изготовленной из него оболочки смазочного стержня-композиции. Отвержденная эпоксидная смола хорошо переносится на поверхность трения и обладает хорошей адгезией, а образующийся при этом на трущейся поверхности слой обладает антикоррозионными и водоотталкивающими (гидрофобными) свойствами. Кроме того, эпоксидная смола хорошо смешивается с мелкодисперсными материалами, а с учетом малого времени отверждения и большой кинематической вязкости обеспечивает равномерное распределение в отвержденном состоянии вводимых добавок, практически без протекания процесса расслоения. Это обеспечивает равномерное распределение в материале стержня очень небольшого, в процентном отношении по массе, количества серпентинита.
Отношение площади поперечного сечения оболочки к площади поперечного сечения наполнителя в смазочном стержне-композиции:
7,9≤Sо/Sн<8,1,
где So - площадь поперечного сечения оболочки стержня,
Sн - площадь поперечного сечении наполнителя стержня,
определяется необходимостью обеспечения оптимального, в соответствии с приведенным в формуле, соотношения компонентов смазочного стержня-композиции, перенесенных на поверхность трения, т.к. только оптимальное соотношение компонентов обеспечит высокую эффективность смазочного стержня-композиции за счет повышения его адгезионных и антифрикционных свойств. Оптимальное соотношение компонентов смазочного стержня-композиции на поверхности трения обеспечивается тем, что серпентинит и углеродсодержащие добавки присутствуют в одинаковом процентном соотношении как в материале оболочки стержня, так и в материале наполнителя. Этим обеспечивается оптимальный массоперенос гидратов, входящих в серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 металлов Fe, Mg, Al и их эффективное взаимодействие с поверхностью трения в местах высоких удельных нагрузок, результатом чего является формирование сервовидной пленки.
Оптимальное соотношение компонентов композиции смазочного стержня обеспечивается также отсутствием их потерь в процессе переноса на поверхность трения и после воздействия высоких удельных нагрузок за счет достаточно сильной адгезии композиции, зависящей от адгезионных свойств, с одной стороны, материала оболочки смазочного стержня-композиции, основу которого составляет отвержденная эпоксидная смола, а с другой стороны, консистентной смазки Литол-24, составляющей основу наполнителя.
Смазочный стержень-композиция для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс, содержащий выполненную из одних компонентов смазки - плакирующих металлов оболочку, заполненную другими компонентами смазки - наполнитель, отличающийся тем, что оболочка выполнена из эпоксидного клея ЭДП (ТУ 075 10508.90-94) с добавками серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8, углерод технический печной электропроводный (ТУ 38.11518-85) и фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН), а наполнитель в оболочке смазочного стержня содержит консистентную смазку Литол-24 (ГОСТ 21150-87), серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 и термолизный углерод (полученный в ИФ СО РАН в высокочастотной плазме) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оболочка:
| - серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
- углерод технический печной электропроводный
| (ТУ 38.11518-85) | 0,1-0,2 |
- политетрафторэтилен в виде порошка
| фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН) | 0,2-0,4 |
| - эпоксидный клей ЭДП (ТУ 2385-039-54804491-2004) | остальное |
наполнитель:
| - серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| - карбосил Т-20 (ТУ 5716-004-75625634-2006) | 0,1-0,2 |
| - консистентная смазка Литол-24 (ГОСТ 21150-87) | остальное |
В предлагаемом смазочном стержне-композиции соотношение площади поперечного сечения оболочки стержня к площади поперечного сечения наполнителя стержня определяется формулой:
7,9≤Sо/Sн<8,1,
где So - площадь поперечного сечения оболочки стержня,
Sн - площадь поперечного сечении наполнителя стержня.
Смазочный стержень-композиция состоит из цилиндрической оболочки, выполненной из эпоксидного клея ЭДП с добавками, и расположенного внутри оболочки наполнителя из консистентной смазки Литол-24 с добавками.
Смазочный стержень-композицию устанавливают в корпусе так, чтобы упор подающего механизма (например, пружины) упирался в один торец цилиндрической оболочки, обеспечивая прижатие ее другого торца к реборде кранового колеса.
Скорость износа оболочки определяет скорость износа стержня-композиции в целом. Оболочка обеспечивает строительную прочность стержня при резких движениях, ударах и вибрациях колеса, вместе с тем она обеспечивает подачу заданного оптимального количества серпентинита с углеродом техническим печным электропроводным в зону трения, а также необходимого количества политетрафторэтилена в виде порошка фторопласта Ф-4, как антифрикционного материала, для уменьшения трения и износа как оболочки стержня, так и реборды колеса с рельсом.
Смазочный стержень-композицию готовят по следующей технологии.
Оболочку изготавливают с применением специальной разборной формы, в которую заливается тщательно перемешанная в необходимых пропорциях смесь эпоксидного клея ЭДП (ТУ 075 10508.90-94) с добавками серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8 углерода технического печного модифицированного (ТУ 38.11518-85) и фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН). Разборная форма обеспечивает изготовление оболочки цилиндрической формы с осевым цилиндрическим каналом, при этом имеется возможность варьировать наружным диаметром оболочки и диаметром цилиндрического канала. Эмпирически, на основании большого количества опытов для определенного формулой соотношения компонентов композиции смазочного стержня-композиции, было определено оптимальное соотношение диаметра осевого цилиндрического канала и наружного диаметра оболочки:
2,9≤D1/D2<3,1,
где D1 - диаметр осевого цилиндрического канала,
D2 - наружный диаметр оболочки.
Такое соотношение диаметров обеспечивает в конструкции изготовленного смазочного стержня-композиции соотношение площади поперечного сечения оболочки стержня к площади поперечного сечения наполнителя стержня:
7,9≤Sобол/Sканал≤8,1,
где Sобол - площадь поверхности оболочки в поперечном сечении стержня;
Sканал - площадь поперечного сечения канала в оболочке.
Указанное соотношение площади поверхности оболочки в поперечном сечении стержня к площади поперечного сечения канала в оболочке смазочного стержня-композиции определяется необходимостью обеспечения оптимального соотношения компонентов смазочного стержня-композиции, переносимых на поверхности трения. Это оптимальное соотношение компонентов смазочной смеси на поверхности трения обеспечивается тем, что компоненты смеси присутствуют как в материале оболочки стержня, так и в материале, находящемся в канале оболочки. При этом в материале оболочки и в материале в канале оболочки находится в оптимальном для данных условий смазки соотношение углеродсодержащей добавки и серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8 Me=Fe, Mg, Al, обеспечивающего оптимальный массоперенос гидратов, входящих в него металлов и их эффективное взаимодействие с поверхностью трения в местах высоких удельных нагрузок (давлений).
Оптимальное соотношение компонентов смазочной смеси на поверхности трения обеспечивается также достаточно сильной адгезией смеси, которая определяется вещественным составом и оптимальным соотношением основы материала оболочки смазочного стержня - эпоксидного клея и консистентной смазки Литол-24 - основы материала в канале оболочки.
При соотношении меньше 7,9 в смеси на поверхности трения количество фторопласта будет меньше оптимального 0,2-0,4 мас.%, что резко увеличивает износ поверхности трения (см. табл.1, №3, 4).
Кроме того, на поверхности трения будет меньше оптимального 1,0-2,0 мас.% количество серпентинита, что значительно уменьшит эффективность формирования сервовидной пленки.
При соотношении больше 8,1 в смеси на поверхности трения количество фторопласта будет больше оптимального 0,2-0,4 мас.%, что практически не оказывает заметного влияния на уменьшение износа поверхности трения (см. табл.1, №7, 8), значительно уменьшает адгезию материала к поверхности трения.
Кроме того, на поверхности трения будет больше оптимального 1,0-2,0 мас.% количество серпентинита и больше оптимального 0,1-0,2 количество углерода технического печного электропроводного (ТУ 38.11518-85), что практически не влияет на формирование сервовидной пленки, но способствует проявлению описанного выше эффекта образования микровырывов на поверхности трения.
Максимальное (2.0%) и минимальное (1,0%) значение
серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8 Me=Fe, Mg, Al в составе оболочки смазочного стержня-композиции определено экспериментальным путем и обусловлено возможностью эффективного массопереноса с использованием этого вещества, его способностью образовывать на поверхности трения сервовидную пленку в результате разложения комплекса в зоне трения и реакции восстановительного обмена между ионами металлов.
Добавление углерода технического печного электропроводного (ТУ 38.11518-85) улучшает противоизносные свойства смазки. Нижний предел содержания в составе оболочки смазочного стержня-композиции углерода технического печного электропроводного (0,1%) определен минимальным ее количеством, обеспечивающим достигаемый противоизносный эффект, а верхний предел (0,2%) максимальным количеством, выше которого улучшения противоизносных свойств не наблюдается.
Добавление политетрафторэтилен ПТФЭ в виде порошка фторопласта Ф-4 (ГОСТ 10007-80, марка ПН) улучшает противоизносные свойства смазки. Нижний предел содержания в составе оболочки смазочного стержня-композиции политетрафторэтилена (0,2%) определен минимальным ее количеством, обеспечивающим достигаемый противоизносный эффект, а верхний предел (0,4%) - максимальным количеством, выше которого улучшения противоизносных свойств не наблюдается.
Применение в качестве основы оболочки смазочного стержня эпоксидного клея обусловлено высокими адгезионными свойствами после отверждения этого вещества, которые обеспечивают сохранение оптимального состава наносимой смазки. Вместе с тем сформированная оболочка обеспечивает хорошие механические свойства, необходимые для восприятия ударных нагрузок и вибрации при эксплуатации крановых колес, а также для хранения стержней и их транспортировки. Кроме того, сформированная оболочка обеспечивает определенную и постоянную концентрацию серпентинида по всей величине оболочки стержня, что предотвращает описанный выше и связанный с возможностью и необходимостью повышения концентрации серпентинита процесс образования микровырывов.
В изготовленной оболочке смазочного стержня-композиции заполняют сквозной канал наполнителем, который готовят следующим образом. В консистентную смазку Литол 24 добавляют, тщательно перемешивая, серпентинит и углерод технический печной электропроводный при соотношении компонентов, мас.%:
| серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| карбоксил Т-20 (ТУ 5716-004-75625634-2006) | 0,1-0,2 |
| консистентная смазка Литол-24 (ГОСТ 21150-87) | остальное |
Добавление карбоксила Т-20 (ТУ 5716-004-75625634-2006) обусловлено известными высокими противоизносными и противозадирными свойствами. Нижний предел содержания в составе наполнителя карбоксила Т-20 (0,1%) определен минимальным его количеством, обеспечивающим достигаемый противоизносный эффект. Уменьшение концентрации карбоксила Т-20 приводит к снижению противоизносных и противозадирных свойств предлагаемого состава. Верхний предел (0,2%) - это максимальное количество, выше которого улучшение противоизносных свойств не наблюдается.
Применение в консистентной смазки Литол-24 (ГОСТ 21150-87) в качестве дисперсной основы наполнителя обусловлено хорошо известными смазочными и противоизносными свойствами, а также способностью увеличивать адгезию смесей, в которых она содержится.
С целью подбора оптимального состава компонентов смазочного стержня-композиции проводились трибологические испытания на изнашивание, при которых менялось процентное соотношение компонентов - оболочки и состава смазки в канале оболочки, но при этом концентрация серпентинита в них оставалась тождественной.
Трибологические испытания на изнашивание проводились на стенде, имитирующем трение скольжения, поскольку максимальный износ происходит при проскальзывании поверхностей гребня колеса по боковой поверхности рельс.
Стенд состоит из вала, свободно вращающегося на двух закрепленных неподвижно опорах. Момент вращения передается на вал от электродвигателя посредством ременной передачи. На валу закрепляется диск вращения, являющийся подвижным телом трения. Скорость вращения диска вращения равна 5 сек-1. Неподвижным телом трения является стальной стержень, закрепленный на подвижном рычаге. Тела трения сменные, выполнены из стали 45. Диаметр диска вращения - 40 мм, толщина - 10 мм. Диаметр стального стержня - 14 мм. Давление на стальной стержень создается грузом, закрепленным на подвижном конце рычага. Величина усилия на испытуемый стержень определяется весом груза Р=160 МПа. Смазочный стержень с наружным диаметром 6 мм и каналом диаметром 2 мм установлен с возможностью перемещения в направляющей и постоянно прижимается к поверхности диска с помощью пружины с усилием 0.3 Н.
Износ измерялся по убыли веса стального стержня и диска вращения путем взвешивания на аналитических весах ВЛР 200 с точностью 0.05 мг. Время проведения испытаний 30 минут.
Испытываемые составы и результаты испытаний представлены в таблице.
| Таблица 1 | ||||||||
| Результаты испытаний на износ пары трения скольжения сталь-сталь | ||||||||
| № п/п | Оболочка | Наполнитель | Износ, мГ | |||||
| Серпентинит | Углерод технический | Фторопласт Ф-4 | ЭДП | Серпентинит | Карбосил Т-20 | Литол-24 | ||
| 1 | 1,0 | 0,1 | 0,2 | Остальное | 1,0 | 0,1 | Остальное | -0,31 |
| 2 | 2,0 | 0,2 | 0,2 | Остальное | 2,0 | 0,2 | Остальное | -0,43 |
| 3 | 0,85 | 0,085 | 0,2 | Остальное | 0,85 | 0,085 | Остальное | 3,25 |
| 4 | 2,3 | 0,23 | 0,2 | Остальное | 2,3 | 0,23 | Остальное | 2,67 |
| 5 | 1,0 | 0,1 | 0,4 | Остальное | 1,0 | 0,1 | Остальное | -0,41 |
| 6 | 2,0 | 0,2 | 0,4 | Остальное | 2,0 | 0,2 | Остальное | -0,55 |
| 7 | 0,85 | 0,085 | 0,4 | Остальное | 0,85 | 0,085 | Остальное | 2,97 |
| 8 | 2,3 | 0,23 | 0,4 | Остальное | 2.3 | 0,23 | Остальное | 2,13 |
| 9 | 1,0 | 0,1 | 0,17 | Остальное | 1,0 | 0,1 | Остальное | 3,12 |
| 10 | 2,0 | 0,2 | 0,46 | Остальное | 2.0 | 0,2 | Остальное | 2,63 |
| 11 | 1,5 | 0,15 | 0,3 | Остальное | 1,5 | 0,15 | Остальное | -0,68 |
Результаты испытаний показывают, что наилучшими противоизносными свойствами обладает состав 11 и составы 1, 2, 5, 6, которые являются граничными по отношению к оптимальному составу смазочного стержня-композиции, приведенному в формуле изобретения. Испытания составов с отклонением от оптимального состава 1, например на величину 15% - составы 3, 4, 7, 8, 9, 10, показали резкое увеличению износа.
Испытания показали, что предложенный состав способствует формированию сервовидной пленки, образование которой сопровождается приростом веса испытуемых образцов.
Проведенные промышленные испытания на крановых колесах тележек кранов грузоподъемностью 5 т в складе готовой продукции цеха электролиза меди Медного завода Заполярного филиала ОАО «ГМК «Норильский никель» показали увеличение срока службы колес за счет уменьшения износа реборд.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения - уменьшение износа реборд крановых колес в 3-5 раз.
Источники информации
1. Скрипец В.И. и др. А.С. СССР 1810384.
2. Веселовский B.C. Угольные и графитовые конструкционные материалы. М., 1996.
3. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения. М., 1982, с.59-61.
4. "Трение и износ", 1980, т.1, N 4, с.163.
5. "Трение и износ", 1981, т.2, N 4, с.625-629.
6. Долговечность трущихся деталей машин, 1990, N 5, с.70-85.
7. Авторское свидетельство (патент) RU 2127299 С1, 10.03.1999).
8. Зуев В.В. Энергоплотность, свойства минералов и энергетическое строение земли. СПб.: Наука, 1995, 125 с.
9. В.М.Петров, А.Ю.Шабанов, Л.И.Погодаев. Исследования и свойства антифрикционных препаратов на основе гомодификаторов трения к смазочным композициям // Сб. трудов Третьего Международного симпозиума по транспортной триботехнике «ТРАНСТРИБО 2005», С-Петербург, 2005. С.250-259.
10. Половинкин В.Н., Лавров Ю.Г., Лянной В.Б. Антифрикционная противоизносная добавка в смазочный материал минерального происхождения (геомодификатор трения) // Трение, износ, смазка. 1999. T.1, №1. - С.127-140.
11. Авторское свидетельство СССР N 1323444, кл. В61К 3/00, опубл. 1987.
1. Смазочный стержень-композиция преимущественно для уменьшения износа в паре трения реборда колеса - рельс, содержащий выполненную из одних компонентов смазки - плакирующих металлов оболочку, заполненную другими компонентами смазки - наполнитель, отличающийся тем, что оболочка выполнена из эпоксидного клея ЭДП с добавками серпентинита Mg6{Si4O10}(OH)8, модифицированной сажи и фторопласта Ф-4, а наполнитель в оболочке смазочного стержня содержит смазку Литол-24, серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 и термолизный углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оболочка:
| серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| углерод технический печной электропроводный | 0,1-0,2 |
| политетрафторэтилен в виде порошка фторопласта Ф-4 | 0,2-0,4 |
| эпоксидный клей ЭДП | остальное, |
наполнитель:
| серпентинит Mg6{Si4O10}(OH)8 | 1,0-2,0 |
| термолизный углерод | 0,1-0,2 |
| консистентная смазка Литол-24 | остальное |
2. Смазочный стержень-композиция по п.1, отличающийся тем, что соотношение площади поверхности оболочки в поперечном сечении стержня к площади поверхности наполнителя:
7,9≤SO/SH≤8,1,
где SO - площадь поверхности оболочки в поперечном сечении стержня;
SH - площадь поверхности наполнителя в поперечном сечении стержня.
