Высокотемпературная универсальная смазка для узлов трения, подшипников качения и скольжения

Настоящее изобретение относится к высокотемпературной универсальной смазке для узлов трения, подшипников качения и скольжения, содержащей основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, содержащие графит, молибденосодержащие вещества и многофункциональную присадку, в качестве основы используется кремнийорганическая жидкость, а в качестве наполнителей введены жидкий каучук, графитоколлоидный препарат и диселенид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%: загуститель - комплексные и кальциевые мыла 10-15; графитоколлоидный препарат 5-9; диселенид молибдена 4,5-9; жидкий каучук 3-6; многофункциональная присадка 0,5-3; кремнийорганическая жидкость - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение адгезионных и термостойких свойств смазки, предназначенной для тяжелонагруженных узлов трения, подшипников скольжения и качения. 2 табл., 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к смазочным материалам, используемым в тяжелонагруженных узлах трения, подшипников качения и скольжения, работающих при высоких температурах до 425°С, кратковременно до 600°С.

В настоящее время широко используется универсальная смазка марки Литол-24, имеющая сравнительно большой ресурс работы, которая успешно заменяет натриевые и литиевые смазки общего назначения (ГОСТ 21150-75). Смазка имеет удовлетворительные противозадирные характеристики, работает при 110-130°С и может кратковременно выдерживать температуру до 200°С, надежно защищает металлические изделия от коррозии, может закладываться в узлы трения и скольжения как несменяемая смазка и является многоцелевой смазкой. В состав смазки входит:

- загуститель - литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 13%

- присадки: антиокислительная - дифениламин - 0,5% или неозон - Д - 0,7%

- вязкостная - полиизобутилен ПИБ - 20-4%

- дисперсионная среда - смесь масел веретенного АУ и индустриального И - 50А (1:3) или остаточных или дистиллятных масел западно-сибирской нефти до 100%.

Недостатками смазки Литол-24 являются:

- низкие противоизносные и противозадирные свойства при высоких удельных нагрузках, т.е. в тяжелонагруженных узлах трения и скольжения применение смазки Литол-24 просто невозможно; по своим трибологическим характеристикам смазка Литол-24 относится к смазкам средненагруженных узлов;

- верхний температурный рабочий интервал для смазки Литол-24 составляет 110-130°С, кратковременно до 200°С, а в тяжелонагруженных узлах обычно температура доходит до 400°С;

- для современной техники ресурс работы смазки Литол-24, применяемой как несменяемая смазка, недостаточный (например, в некоторых автомобильных узлах скольжения 1-2 года);

- смазка Литол-24 не может быть использована в конденсатных насосах в качестве термостойкой смазки (рабочая температура до 300°С).

В качестве прототипа выбрана термостойкая смазка для узлов трения, подшипников качения и скольжения (патент UA 24433А, 30.10.1998 г), которая содержит основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, содержащие графит, дисульфид молибдена и многофункциональную присадку, представляющую собой продукт присоединения диметилфосфита и 1,4 (арилсульфонил) хинонимина. Многофункциональная присадка представляет собой органическое соединение. Она повышает противозадирные и противоизносные свойства смазки, особенно в тяжелонагруженных узлах трения, подшипниках качения и скольжения, что делает возможным применение смазок в редукторах подкрановых путей и печах отжига на подъемных заслонках. И понижает окислительные и коррозионные воздействия на металл

Присадка имеет строение, представленное на фиг. 1.

Предлагаемая присадка обладает антикоррозийными, антиокислительными и антифрикционными свойствами.

Достоинством смазки является ее работоспособность в диапазоне температур от -50°С до 300°С в абразивной и агрессивной средах.

Основными недостатками смазки являются:

невозможность ее использования при температуре более 300°С в металлургической промышленности (печной рольганг, барабан моталок и т.д.);

невозможность работы смазки в обводненной среде, что значительно сужает область применения в металлургической, машиностроительной, горной и других отраслях промышленности.

Техническим результатом изобретения является повышение адгезионных и термостойких свойств смазки, предназначенной для тяжелонагруженных узлов трения, подшипников скольжения и качения.

Технический результат достигается тем, что в смазке, содержащей основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, содержащие графит, молибденосодержащие вещества и многофункциональную присадку, в качестве основы используется кремний органическая жидкость, а в качестве наполнителей введены жидкий каучук, графитоколлоидный препарат и диселенид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. %:

загуститель - комплексные и кальциевые мыла	10-15
графитоколлоидный препарат	5-9
диселенид молибдена	4,5-9
жидкий каучук	3-6
многофункциональная присадка	0,5-3
кремнийорганическая жидкость	остальное

В составе смазки присутствуют наполнители, которые обеспечивают стабильные антифрикационные, антиокислительные и антикоррозийные свойства смазки в широком диапазоне температур.

Графитоколлоидный препарат введен в смазку как антифрикционная добавка. Он улучшает условия прохождения смазки по мазепроводу в централизованной системе смазок и не позволяет смазки закоксовываться. Оптимальное количество графитоколлоидного препарата 5-9 мас.ч. нижний и верхний пределы определяют смазывающие свойства и консистенцию смазки при содержании выше 9 мас.ч., свойства смазки не меняется.

Диселенид молибдена введен в состав смазки как эффективная антифрикационная присадка, применение которой улучшает условия работы тяжелонагруженных узлов трения, подшипников скольжения и качения при высоких температурах, многократно повышает ресурс работы смазки и оборудования, дает возможность использовать смазку в глубинных и вакуумных насосах, а также в непосредственной близости от горячего металла.

Оптимальное количество диселенида молибдена 4,5-9 мас.ч. Нижний и верхний пределы определяются смазывающими свойствами диселинида молибдена. В данной смазке при содержании диселенида молибдена ниже 4,5 мас.ч. антифрикационные свойства смазки резко уменьшаются, а при содержании выше 9 мас.ч. они остаются практически неизменными.

В качестве вязкостной присадки предлагается жидкий каучук. Эта присадка добавляется в зависимости от используемой основы. Например, если используется в качестве основы смазки Литол-24 - присадка не нужна, а если в качестве основы используется смазка 1-13 - добавляется 3-4% присадки. Жидкий каучук добавляется в смазку для защиты подшипника узла от вымывания водой, таким образом, он является герметиком.

Примеры работы смазок

1. Смазка №1 на основе кремнийорганической жидкости. Использовалась в подшипниковом узле погружного насоса для перекачки нефти. Температура в этом технологическом процессе не высокая 130°С, основной недостаток штатной смазки - в момент страгивания ротора происходит заклинивание насоса. Смазка не справилась со своей задачей. Предлагаемая смазка эту задачу выполнила. Однократная закладка смазки в глубинный насос ЭВНОП 5-30-1200 обеспечила бесперебойную работу и повышение ресурса от 3 до 5 раз по сравнению со штатной смазкой - Литол-24.

2. Смазка №2 на основе кремнийорганической жидкости. Использовалась в подшипниковом узле конденсатных насосов НКС-1,2,3 типа КС-20-110. Предлагаемая смазка проработала 12 месяцев, механизм находится в работоспособном состоянии в сравнении со смазкой Loctite 8102 (производство Германия), срок службы которой составлял 1 месяц, причина отказа - вымывание смазки водой.

3. Смазки №3 и №4 на основе кремнийорганической жидкости. Использовались на цементно-шиферном комбинате в подшипниках барабанных обжиговых печей при нагрузке на ось 400 тонн. Время работы подшипника с однократной закладкой смазки составило 18 месяцев. Работа штатной смазки Литол-24 составляет 0,5-1 месяц.

Для исследования антифрикационных присадок было подготовлено несколько пластичных смазок на основе известных марок: Литол-24 и 1-13. Исследования проводили на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме колодка-ролик. Диаметр ролика 50 мм, площадь трения 10 мм, частота вращения 330 об/мин. Для исследования трибологических свойств были взяты примеры смазок, приведенных в таблица №1. Как видно из таблицы №2, смазки, в состав которых входит присадка, обладают лучшими антифрикационными свойствами по сравнению со смазками Свинцоль и Лимол. Кроме того, они обеспечивают работу в узлах трения при более тяжелых нагрузках.

Обработка статистических данных противоизносных свойств консистентных смазок на основе Li-,. Са - мыл, а также результаты испытаний противоизносных свойств предложенной смазки различных составов позволяет утверждать, что ее противоизносные свойства выше, чем у смазок типа Литол-24, 1-13, что увеличивает срок службы трущихся пар и что подтверждается примерами реализации смазок.

Высокотемпературная универсальная смазка для узлов трения, подшипников качения и скольжения, содержащая основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, в которые входят: графит, молибденосодержащие вещества и многофункциональная присадка, отличающаяся тем, что в качестве основы используется кремнийорганическая жидкость, а в качестве наполнителей введены жидкий каучук, граффитоколлоидный препарат и диселенид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

загуститель - комплексные кальциевые мыла	10-15
графито-коллоидный препарат	5-9
диселенид молибдена	4,5-9
жидкий каучук	3-6
многофункциональная присадка	0,5-3
кремнийорганическая жидкость	остальное