Пластичная смазка
Владельцы патента RU 2412235:
Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)
Использование: для смазки подшипников качения тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава и узлов трения других механизмов и машин. Сущность: смазка содержит в мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 11,7-16,3; диалкилдитиофосфат цинка - 3,7-4,3; присадка на основе нитрованного масла - 0,9-1,1; присадка Неозон-Д - 0,9-1,2; нефтяное масло с вязкостью 8±0,6 мм2/с при 100°С - остальное до 100. При этом нефтяное масло может содержать масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2. Технический результат - повышение надежности и ресурса эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к пластичным смазочным материалам и может быть использовано в подшипниках качения тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава и узлах трения других механизмов и машин.
Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения (Патент RU №2102442, 20.01.1998, С10М 169/04), содержащая следующие компоненты в мас.%: литиевое мыло высшей жирной кислоты - 4-20; дисульфид молибдена - 0,1-3, продукт на основе нитрованного масла - 0,5-1,5 и нефтяное масло - остальное до 100.
Недостатком данного способа является использование в качестве одного из компонентов смазки дисульфида молибдена, обладающего высокой стоимостью. К тому же снижение концентрации дисульфида молибдена в смазке ведет к потере ее физико-химических свойств.
Известна также пластичная смазка, приведенная в патенте RU №2114162, 27.06.1998, С10М 169/06 - прототип, включающая нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка, присадку на основе нитрованного масла, а также литиевое мыло олеиновой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 8,0-12,0
литиевое мыло олеиновой кислоты - 1,5-3,0
диалкилдитиофосфат цинка - 4,0-8,0
присадка на основе нитрованного масла - 1,0-1,5
нефтяное масло - остальное до 100.
Недостатком данного технического решения является недостаточный ресурс эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава, который не превышает 450 тыс. км пробега, что ведет к снижению надежности узлов трения при эксплуатации.
Технический результат заявленного изобретения - повышение надежности и ресурса эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава.
Указанный технический результат достигается тем, что пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов, включающая нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка, присадку на основе нитрованного масла, дополнительно содержит присадку Неозон-Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:
литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 11,7-16,3;
диалкилдитиофосфат цинка - 3,7-4,3;
присадка на основе нитрованного масла - 0,9-1,1;
присадка Неозон-Д - 0,9-1,2;
нефтяное масло (с вязкостью 8,0±0,6 мм2/c при 100°С) - остальное до 100.
Пластичная смазка характеризуется тем, что нефтяное масло может содержать масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2.
Включение в состав смазки присадки Неозон-Д при заявленном соотношении с остальными компонентами смазки позволяет увеличить надежность и ресурс эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава на 33% за счет увеличения несущей способности и повышения стабильности физико-химических характеристик смазки по сравнению с ее прототипом.
В качестве основы пластичной смазки используется нефтяное масло. Оптимальные физико-химических характеристики смазки достигаются при использовании в качестве нефтяного масла, которое содержит масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2. Масло веретенное АУ представляет собой минеральное масло, получаемое из малосернистых и сернистых парафинистых нефтей с использованием процессов глубокой селективной очистки фенолом и депарафинизации. Масло МС-20 - остаточное масло селективной очистки, вырабатывается из малосернистых парафиновых и беспарафиновых нефтей. Характеризуется высокой вязкостью, хорошими смазывающими свойствами, отличной адгезией.
При использовании нефтяного масла, отличного от заявленного количества, вязкость смеси соответственно уменьшается или увеличивается на величину, превышающую оптимальное значения вязкости 8,0±0,6 мм2/с при 100°С, что снижает уровень антифрикционных, реологических свойств, механической и химической стабильности, необходимых для надежной длительной эксплуатации смазки в интервале температур окружающей среды от минус 60 до плюс 50°С.
При изготовлении смазки нейтрализацию 12-ОСК (омыление) осуществляют водным раствором гидроокиси лития, который изготовляют путем смешивания порошка гидрата окиси лития с водой. Использование 12-оксистеариновой кислоты обеспечивает высокие эксплуатационные свойства полученной смазки благодаря высокой загущающей способности.
Использование в смазке присадки Неозон-Д в концентрациях ниже 0,9% является недостаточным для предотвращения накопления продуктов окисления, что отрицательно влияет на антифрикционные, объемно-механические, реологические и защитные свойства смазки и в конечном итоге не обеспечивает требуемый ресурс работы подшипников качения в узлах трения. Концентрация присадки Неозон-Д в смазке выше 1,2% является нецелесообразной, поскольку не оказывает дальнейшего заметного влияния на антиокислительные свойства смазки и приводит к неоправданному удорожанию получаемой продукции.
В качестве присадки диалкилдитиофосфат цинка может быть использована товарная присадка А-22, представляющая собой диалкилдитиофосфат цинка, модифицированный бором, и содержащая 85-100% активного вещества. Она обладает антиокислительным, противоизносным, антикоррозионным и антифракционным действием. При использовании присадки диалкилдитиофосфата цинка менее 3,7% смазка не обладает необходимым уровнем антиокислительных, противоизносных и противозадирных свойств, а именно не достигается снижение критической нагрузки заедания и увеличение показателя износа, а при использовании более 4,3% - приводит к разупрочнению структурного каркаса и увеличению отпрессовываемости минеральной основы, что отрицательно влияет на работоспособность смазки при высоких удельных нагрузках на подшипники в течение длительного периода времени эксплуатации.
В качестве присадки на основе нитрованного масла может быть использована присадка АКОР-1, которая изготавливается на основе нитрованных базовых масел марок М-8 или М-11 с добавлением при защелачивании 10±1% технического стеарина. Использование присадки в концентрациях 0,9-1,1% оптимально с точки зрения придания необходимых антикоррозионных и адгезионных свойств смазки. При концентрациях присадки АКОР-1 в количествах ниже 0,9% антикоррозионные и адгезионные свойства смазки снижаются. Содержание присадки в смазке в количествах выше 1,1% не оказывает влияния на достигнутый при оптимальных концентрациях уровень качества по этим показателям.
Пример изготовления пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов приведен ниже.
В мешалку с обогревом загружают на омыление 1-ю порцию масел веретенного АУ и МС-20 в пропорции 1:1,2 (40,32% масс.), 12-окстистеариновой кислоты (12% масс.). Осуществляют перемешивание и нагревают смесь до температуры 80-90°С.
В отдельной емкости приготавливают водный раствор гидрата окиси лития, смешивая порошок сухого гидрата окиси лития (2% масс.) с водой (в соотношении 5:1) при температуре 80-90°С.
Подготовленный раствор гидрата окиси лития медленно загружают в мешалку и ведут омыление в интервале температур 90-110°С до стабилизации содержания свободной щелочи в мыле.
Далее ведут подъем температуры до 170°С и определяют содержание свободной щелочи в мыле. Если содержание свободной щелочи соответствует норме, последовательно загружают 2-ю (19,84% масс.) и 3-ю (оставшиеся 19,84% масс.) порции смеси масел при постепенном подъеме температуры до 195-200°С. Выдерживают смазку при этой температуре и сливают расплав в оборотную тару.
Охлаждают массу до 160-170°С, вводят присадку Неозон-Д (1,0% масс.) и осуществляют перемешивание. Затем охлаждают массу до температуры 110-120°С и одновременно вводят присадку А-22 (4,0% масс.) и присадку АКОР-1 (1,0% масс.) и осуществляют перемешивание.
После охлаждения смазки до температуры 60-65°С осуществляют ее окончательную обработку (гомогенизацию, фильтрацию и деаэрацию смазки) на вакуумно-гомогенизирующей установке.
В таблице 1 приведены составы смазки с различным содержанием компонентов, а в таблице 2 - результаты испытания образцов смазок.
В соответствии с результатами, приведенными в таблице 2, испытания заявленной пластичной смазки в естественных условиях эксплуатации показали, что ее использование предотвращает износ трущихся деталей, обеспечивает надежную и эффективную работу узлов деталей в широком диапазоне температур от минус 60 до плюс 120°С за счет хорошей тиксотропности и малой динамической вязкости, позволяет снизить эксплуатационные расходы, а также повышает межремонтный пробег до 600-650 тыс. км. Известная смазка (образцы 17, 18 и 19) для подшипников подвижного состава не пригодна, так как не обеспечивает физико-химических характеристик, требуемых в условиях работы подвижного состава.
| Таблица 1 Состав образцов пластичной смазки |
|||||
| № | Содержание ингридиентов, %мас. | ||||
| Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты | Неозон-Д | Диалкил-дитиофосфат цинка | Присадка на основе нитрованного масла | Смесь масел с вязкостью при 100°С | |
| 1 | 11,7 | 1,0 | 3,7 | 1,0 | 8,6 мм2/с до 100% |
| 2 | 12,0 | 1,0 | 3,9 | 1,0 | 8,2 мм2/с до 100% |
| 3 | 14,0 | 1,0 | 4,1 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 4 | 16,3 | 1,0 | 4,3 | 1,0 | 7,8 мм2/с до 100% |
| 5 | 14,0 | 0,9 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 6 | 14,0 | 1,0 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 7 | 14,0 | 1,1 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 8 | 14,0 | 1,2 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 9 | 12,0 | 1,0 | 3,7 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 10 | 13,0 | 1,0 | 3,9 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 11 | 14,0 | 1,0 | 4,1 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 12 | 16,0 | 1,0 | 4,3 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 13 | 14,0 | 1,0 | 4,0 | 0,9 | 8,0 мм2/c до 100% |
| 14 | 14,0 | 1,0 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 15 | 14,0 | 1,0 | 4,0 | 1,1 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 16 | 13,5 | 1,0 | 4,0 | 1,0 | 8,0 мм2/с до 100% |
| 17 | 16,3 | 1,0 | 3,7 | 1,1 | 10 мм2/с до 100% |
| 18 | 16,3 | 1,0 | 3,7 | 1,1 | 12 мм2/с до 100% |
| 19 | 11,7 | 1,0 | 4,3 | 1,0 | 7,0 мм2/с до 100% |
1. Пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов, включающая нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка, присадку на основе нитрованного масла, отличающаяся тем, что дополнительно содержит присадку Неозон-Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты | 11,7-16,3 |
| диалкилдитиофосфат цинка | 3,7-4,3 |
| присадка на основе нитрованного масла | 0,9-1,1 |
| присадка Неозон-Д | 0,9-1,2 |
| нефтяное масло | |
| с вязкостью 8,0±0,6 мм2/с при 100°С | остальное до 100 |
2. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что нефтяное масло содержит масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2.
