Пластичная смазка

 

Сущность изобретения: смазка содержит ди-(н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры формулы С₉H₁₉C₆H₄O(C₂H₄O)₁₂ P(O)(OC₄H₉)₂ 2-4 проц. и нефтяное масло, загущенное литиевым мылом жирной кислоты, 96-98 проц. 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к составам смазочных материалов, а именно к пластичным смазкам, предназначено для улучшения их триботехнических характеристик и может применяться в узлах трения механизмов и машин.

Известны пластичные смазки на основе нефтяных масел, загущенных литиевыми мылами, такими, как ЦИАТИМ-201 и ЦИАТИМ-203.

Пластичная смазка ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773-73), выпускаемая в современном варианте, значительно уступает по составу и свойствам своему первоначальному варианту в связи с заменой кашалотного жира на технический саломас.

В связи с недостаточно высокими эксплуатационными характеристиками в узлах трения летательных аппаратов смазку ЦИАТИМ-203 заменяют на смазку ЭРА, имеющую высокую стоимость и выпускаемую в ограниченном количестве (В.В.Синицын. Пластичные смазки в СССР. Справочник. М. Химия, 1984, с.62,63).

Целью изобретения является улучшение триботехнических характеристик пластичной смазки.

Поставленная цель достигается тем, что пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, загущенное литиевым мылом жирной кислоты в качестве фосфорсодержащей присадки ди(н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты (Синтафат) при следующем соотношении компонентов в мас.

Ди(н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты 2.4 Нефтяное масло, загущенное литиевым мылом жирной кислоты 96.98 Поверхностно-активное вещество Синтафат (ТУ 38.50796-88) представляет собой фосфорорганическое соединение общей формулы: C₉H₁₉C₆H₄O(C₂H₄O) ₁₂P(O)(OC₄H₉)₂ со следующими физико-химическими характеристиками: Внешний вид Вязкая жидкость от желтого до темно-коричневого цвета Запах Специфический минерального масла Плотность при 20^oC, кг/м³, не более 1100 Температура вспышки в открытом тигле, 0 ^oС, не более 190 Кислотное число, мг КОН/г, не более 80
Массовая доля фосфора, не менее 3
Водородный показатель (рН) 5% водного раствора 5.7
Растворимость В маслах, органических растворителя; в воде образует устойчивые эмульсии
Содержание воды, мас. не более 0,4
На чертеже показаны изменения коэффициентов трения от наработки пары трения БрАЖН-10-4-4-3-ХГСА х. тв. со смазкой ЦИАТИМ-203 и предлагаемой пластичной смазкой (ЦИАТИМ-203 с 3% ПАВ Синтафат).

Предлагаемая пластичная смазка представляет собой механическую смесь исходной пластичной смазки и поверхностно-активного вещества Синтафат. Смазку получают перемешиванием в смесителе, снабженном рубашкой для обогрева и двумя Z-образными мешалками. В смеситель загружается исходная пластичная смазка и поверхностно-активное вещество Синтафат в необходимых количествах, смесь тщательно перемешивается при температуре 50-70^oС в течение 2-х часов до получения однородной массы. По окончании процесса смазка охлаждается до 30-40^oС и выгружается в бидоны из белой жести. Процесс перемешивания контролируется по внешнему виду и определению кислотного числа.

Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено в лабораторных условиях 6 составов предлагаемой пластичной смазки на основе смазки ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773-73) с различным содержанием ПАВ Синтафат в соответствии с таблицей 1.

Испытания приготовленной пластичной смазки (составы N 1-6) проводились на четырехшариковой машине трения по методике ГОСТ 9940-75 в сравнении с пластичной смазкой ЦИАТИМ-203 (состав N 7).

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Приведенные в таблице 2 данные подтверждаются актом испытаний, приложенным к настоящей заявке.

Из таблицы 2 следует, что, по сравнению с исходной смазкой ЦИАТИМ-203, лучшими смазывающими свойствами обладают составы предлагаемой пластичной смазки, содержащие 2-4 мас. поверхностно-активного вещества Синтафат, оптимальное содержание которого в смазке составляет 3 мас.

Были проведены испытания предлагаемой смазки с оптимальным 3 мас. содержанием ПАВ Синтафат в смазке ЦИАТИМ-203 на универсальной машине трения УМТ-1 по схеме "вал-втулка" по сравнению со смазкой ЦИАТИМ-203.

Условия испытаний: вал бронза БрАЖН-10-4-4 (ГОСТ 1628-78), втулка - сталь 38Х2МЮА (ТУ 14-1-950-74), внутренний диаметр втулки и наружный диаметр вала 35 мм, скорость скольжения 0,44 м/с, время работы при ступенчатой нагрузке на образцы 1,2,3 кН по 20 мин, общее время проведения испытаний 60 мин.

Испытаниям подвергались смазочные композиции, приготовленные из 2-х партий смазки ЦИАТИМ-203: N 236 и N 238. Смазочные композиции готовились путем введения в смазку 3 мас. ПАВ с последующим растиранием в фарфоровой ступке при комнатной температуре.

Результаты испытаний сведены в таблицу 3.

Приведенные в таблице 3 данные подтверждаются актом испытаний.

Испытания на машине трения УМТ-1 показывают, что введение 3 мас. ПАВ Синтафат в смазку ЦИАТИМ-203 уменьшает износ валов из бронзы в 5-7 раз и стальных втулок в 1,7 раза.

Проведены испытания предлагаемой пластичной смазки (ЦИАТИМ-203 с 3% ПАВ) и смазки ЦИАТИМ-203 на машине трения ЦКБ-16Т в паре трения БрАЖН-10-4-4-30ХГСА х.тв. при качательном движении с Р_уд=10 кгс/мм², V 0,08 см/сес, в количестве 100000 циклов (2 км пути трения).

Для повышения достоверности результатов испытания проводились дважды, т. е. повторялись при одинаковых условиях, как для смазки ЦАИТИМ-203, так и для смазки ЦИАТИМ-203, содержащей 3% ПАВ Синтафат.

Результаты испытаний, показывающие изменение коэффициента трения в процессе наработки 100000 циклов, представлены в виде графика на фиг.1. Кривые 1 и 2 показывают изменение коэффициента трения для смазки ЦИАТИМ-203, кривые 3 и 4 для смазки ЦИАТИМ-203, содержащей 3% ПАВ Синтафат.

При применении в паре трения смазки ЦИАТИМ-203 коэффициент трения в процессе испытаний составил f 0,16.0,23, а при применении предлагаемой смазки коэффициент трения в процессе испытаний составил f 0,074.0,145.

Испытания на машине трений ЦКБ-16Т показали, что предлагаемая смазка обеспечила уменьшение коэффициента трения в 2 раза.

Результаты испытаний показывают, что введение ПАВ Синтафат в пластичную смазку улучшает ее триботехнические характеристики:
критическая нагрузка увеличилась на 12%
индекс задира увеличился на 26%
износ стальных втулок и бронзовых валов уменьшился соответственно в 1,7 и 5-7 раза;
коэффициент трения уменьшился в 2 раза;
что свидетельствует о достижении поставленной цели.

Использование изобретения позволит повысить надежность и долговечность узлов трений машин и механизмов, увеличить сроки службы и межремонтные сроки, а также уменьшить трудоемкость ремонтных работ и расход запасных частей, уменьшить расход смазочных материалов.

Формула изобретения

Пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, загущенное литиевым мылом жирной кислоты, и фосфорсодержащую присадку, отличающаяся тем, что смазка в качестве фосфорсодержащей присадки содержит ди(Н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты общей формулы
C₉H₁₉C₆H₄O(C₂H₄O)₁₂P(O)(O- C₄H₉)₂
при следующем соотношении компонентов, мас.

Ди(Н-бутил)алкиларилполиэтиленгликолевые эфиры вышеуказанной формулы 2-4
Нефтяное масло, загущенное литиевым мылом жирной кислоты 96-98

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2