Пластичная смазка

 

Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным для смазывания трущихся поверхностей в основных узлах машин и механизмов. Смазка содержит, мас. %: ультрадисперсный алмазографитовый порошок 0,2 - 5, высокодисперсную соль металла 2 - 15, мыльную пластичную смазку до 100. В качестве высокодисперсной соли могут быть использованы сульфат олова, сульфат меди, сульфат бария, сульфат свинца и сульфид бария. Технический результат - улучшение рабочих характеристик механизмов и повышение срока службы машин за счет более высокой противоизносной и антифрикционной способности смазки. 5 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным для смазывания трущихся поверхностей в основных узлах автомобилей и других транспортных средств, индустриальных механизмов, сельскохозяйственных и электрических машин.

Существует мыльная пластичная смазка Литол - 24 (ГОСТ 21150-75), рекомендованная для применения в узлах трения машин и механизмов. Смазка содержит следующие компоненты, мас. %: Литиевое мыло - 13 Антиокислительная присадка - 0,7 Вязкостная присадка - 4 Минеральное масло - до 100 Недостатком данной пластичной смазки является пониженная прирабатываемость пар трения и недостаточная сохранность поверхностей деталей в процессе длительной эксплуатации, в том числе при пониженных температурах, в режимах пуска и остановки.

Из известных в литературе и используемых в промышленности мыльных пластичных смазок наиболее близкой к заявляемой является смазка ВНИИНП-232 (ГОСТ 14068-79). Смазка содержит, мас.%: Литиевое мыло - 3 Дисульфид молибдена - 70 Масло индустриальное - до 100 Эта пластичная смазка обладает недостаточно высокими противоизносными показателями и антифрикционными свойствами. Кроме того, она является сравнительно дорогостоящей.

Задачей изобретения является улучшение противоизносных и антифрикционных свойств смазки, понижение коэффициента трения между трущимися деталями.

Поставленная задача достигается тем, что смазка, включающая в свой состав мыльную пластичную смазку и присадку, согласно изобретению содержит в качестве присадки ультрадисперсный алмазографитовый порошок, а также высокодисперсную соль металла при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Ультрадисперсный порошок алмазографита - 0,2-5
Высокодисперсная соль металла - 2-15
Мыльная пластичная смазка - до 100
В качестве высокодисперсной соли металла были использованы сульфат олова (SnSO₄), сульфат меди (CuSO₄), сульфат бария (BaSO₄), сульфат свинца (PbSO₄), сульфид бария (BaS).

Заявляемая смазка обладает высокими антифрикционными свойствами. Это объясняется тем, что соли металлов заполняют макротрещины, а твердые частицы алмаза и мягкие частицы графита - микротрещины и микронеровности, упрочняя поверхностный слой и масляную пленку, тем самым существенно уменьшая износ и понижая коэффициент трения. Алмаз выполняет роль абразивного материала, за счет чего в процессе приработки и обычной эксплуатации происходит процесс субмикрорезания одиночных микровыступов, что приводит к заметному увеличению фактической площади контакта пар трения.

Ультрадисперсный алмазографитовый порошок (УДП-АГ) получен из ВВ с недостаточным кислородным балансом динамическим способом согласно а. с. 1165007, нашедшим промышленное применение.

Для экспериментальной проверки заявляемой смазки были подготовлены пять составов смазок, приведенных в таблице 1.

Процесс изготовления пластичной смазки состоит в следующем. УДП-АГ вместе с высокодисперсной солью сульфата олова диспергировался в промежуточной дисперсионной среде (бензин, ацетон и др. жидкости) 15 минут, после выпаривания перемешивался механически. Размер частиц порошка алмаза и графита в среднем составлял 10^-2 мкм. Соотношение компонентов в УДП-АГ может составлять от 2 до 50% алмаза и от 50 до 98% графита.

Каждый состав смазки испытывался на восьми образцах из материала Сталь-45. Измерялись максимальная удельная нагрузка, коэффициент трения и интенсивность износа. Испытания на износ проводились на машине трения СМТ-1 при нагрузке до 5 кН. Износ определялся весовым методом по разнице масс до и после испытаний. Весовую интенсивность износа находили по формуле

где m - убыль массы образца, кг;
S - площадь контакта, м²;
L - путь трения, м.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, позволяют заключить, что при концентрации 0,2-5% ультрадисперсного алмазографитового порошка, заявляемая смазка показывает уменьшение интенсивности износа в два раза и коэффициент трения на 12-15%. В то же время нагрузочная способность возрастает на 25%. При уменьшении концентрации УДП-АГ происходит режим трения, обычный для смазки без присадок. В случае, если концентрация будет больше 5%, то трение переходит в режим неустойчивого граничного трения, сопровождающегося ростом коэффициента трения и износа.

Данные, полученные в ходе испытаний, свидетельствуют о том, что предлагаемая смазка обладает значительно более высокой противоизносной и антифрикционной способностью, что обеспечивает улучшение рабочих характеристик механизмов и повышение срока службы машин. Проведенные производственные испытания заявляемой пластичной смазки в подшипниках ступиц колес автомобиля ЗиЛ-130 и автобуса "Икарус" показывают, что после пробега 16 тыс.км весовой износ подшипников в 2,2 раза меньше, чем с другими пластинчатыми смазками.

Механизм действия других солей металлов, а именно: сульфата меди (CuSO₄), сульфата бария (BaSO₄), сульфата свинца (PbSO₄) и сульфида бария (BaS) одинаков по сравнению с сульфатом олова (SnSO₄). Их концентрация в смазке так же составляет от 2 до 15%. Исследования показали, что значения интенсивности износа, максимальной удельной нагрузки и коэффициента трения довольно близки между собой в случае замены одной высокодисперсной соли металла на другую. Возможные различия в результатах находятся в пределах погрешности эксперимента.

Формула изобретения

1. Пластичная смазка, содержащая мыльную пластичную смазку и присадку, отличающаяся тем, что смазка в качестве присадки содержит ультрадисперсный алмазографитовый порошок и высокодисперсную соль металла при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Ультрадисперсный алмазографитовый порошок - 0,2 - 5
Высокодисперсная соль металла - 2 - 15
Мыльная пластичная смазка - До 100
2. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве высокодисперсной соли металла содержит сульфат олова (SnSO₄).

3. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве высокодисперсной соли металла содержит сульфат меди (CuSO₄).

4. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве высокодисперсной соли металла содержит сульфат бария (BaSO₄).

5. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве высокодисперсной соли металла содержит сульфат свинца (PbSO₄).

6. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве высокодисперсной соли металла содержит сульфид бария (BaS).

РИСУНКИ

Рисунок 1