Смазочные композиции для агрегатов вертолетов
Владельцы патента RU 2303626:
Хурумова Аида Федоровна (RU)
Козлова Амалия Иосифовна (RU)
Назарова Татьяна Иосифовна (RU)
Лейканд Матвей Абрамович (RU)
Поляков Сергей Юрьевич (RU)
Школьников Виктор Маркович (RU)
Михеичев Павел Алексеевич (RU)
Столяров Игорь Эдуардович (RU)
Питомиц Николай Федорович (RU)
Изобретение относится к смазочным материалам, предназначенным для смазывания высоконагруженных втулок винтов и трансмиссий вертолетов. Сущность: композиция содержит в мас.%: маловязкое масло 10-30, сера техническая 0,5-2,0, остаточное масло остальное. Остаточное масло нафтеновых нефтей имеет вязкость 30-60 мм2/с при 100°С и температуру застывания не выше 0°С, маловязкое масло нафтеновых нефтей имеет вязкость 2,2-3,5 мм2/с при 100°С и температуру застывания ниже или равную минус 60°С. Предпочтительно, композиция содержит противоизносную присадку - ариловый эфир фосфорной кислоты в концентрации до 5 мас.%. Технический результат - повышение работоспособности, улучшение противоизносных характеристик и вязкостно-температурных показателей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Для смазывания ряда высоконагруженных узлов втулок винтов и трансмиссий вертолетов, как свидетельствует практика, целесообразно использовать осерненные вязкие масла, обладающие особой «липкостью».
Прототипом подобных масел считается масло «ТСгип» ТУ 38.1011332-90, базовым компонентом которого является зимний нигрол, т.е. остаток от прямой перегонки нефти нафтенового основания, имеющий кинематическую вязкость V 100 не менее 18 мм2/с и температуру застывания не выше минус 180°С [В.М.Школьников. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Справочник, М., Техинформ, 1999, с.174-175].
Как известно, добываемые сегодня нафтеновые нефти не обеспечивают возможность отбора при перегонке фракций с указанными вязкостно-температурными показателями. Поэтому зимний нигрол в настоящее время не производится. Соответственно не выпускается и ТСгип. Поскольку у заменителей, допущенных к применению в авиационной технике последнее не имеет, имеются серьезные трудности с обеспечением бесперебойной эксплуатации действующего вертолетного парка.
Сложившаяся ситуация предопределяет необходимость разработки для вертолетов масел типа ТСгип на новой базовой основе без применения зимнего нигрола. Изобретение направлено на решение этой важной практической задачи.
По основным показателям качества, включая несущую способность при смазывании подшипников горизонтальных (ГШ) и вертикальных (ВШ) шарниров втулок винтов, работающих в специфических условиях качательного движения с малыми амплитудами, аналогом заявляемых масел является масло, предложенное в качестве заменителя товарного ТСгип в Патенте РФ №2203312.
Его физико-химические свойства соответствуют ТУ 38.1011332-90, а по работоспособности в ГШ и ВШ, существенно зависящей от уровня «липкости», равно как и по стандартным противоизносным качествам, характеризующимся значениями критической нагрузки и показателя износа, оно не только не уступает, но даже превосходит ТСгип на основе зимнего нигрола. Масло успешно прошло испытания в объеме комплексов методов квалификационной оценки смазочных материалов для вертолетов, но внедрено не было из-за сложности компонентного состава и, особенно, из-за присутствия в нем загустителя, каким реально может служить лишь труднодоступный (поскольку промышленностью не выпускается) олигоизобутилен с концевыми кислородсодержащими группами (ОИКГ).
Заявляемые масла, имея вполне удовлетворительный, по современным представлениям, комплекс служебных свойств, включая уровень «липкости», лишены указанных недостатков.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и разработка смазочной композиции для агрегатов вертолетов с улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе доступного сырья.
Для решения поставленной задачи предлагается смазочная композиция для агрегатов вертолетов, содержащая остаточное масло, маловязкое масло и серу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Маловязкое масло | 10-30 |
| Сера техническая | 0,5-2,0 |
| Остаточное масло | остальное |
Отличием заявляемого решения является содержание остаточного масла нафтеновых нефтей, имеющее вязкость 30-60 мм2/с при 100°С и температуру застывания не выше 0°С, и в качестве маловязкого масла содержит масло нафтеновых нефтей, имеющее вязкость 2,2-3,5 мм2/с при 100°С и температуру застывания ниже или равную минус 60°С.
Для повышения работоспособности композиция может содержать противоизносную присадку - ариловый эфир фосфорной кислоты в концентрации до 5 мас.%.
Химическое «родство» указанных фракций, составляющих основу, обеспечивает практически их полную растворимость друг в друге. Благодаря уникальным низкотемпературным свойствам «анастасиевской» нафтеновой нефти достигается стабильный уровень вязкостно-температурных показателей основы и, следовательно, предлагаемых заменителей ранее выпускавшегося ТСгип.
Для проведения лабораторно-стендовых испытаний были приготовлены образцы опытных масел №1-8. Состав исследованных образцов указан в табл. 1. Полученные при исследованиях вязкостно-температурные характеристики представлены в табл.2. Там же приведены результаты оценки трибологических показателей на ЧШМ.
Технологическая схема изготовления опытных образцов соответствовала технологии, рекомендованной для последующего промышленного производства. Смешивались компоненты базовой основы, полученная смесь обезвоживалась при температуре 110-120°С. В составы образцов №1, 4, 5 вводилась противоизносная присадка при температуре 80°С.
| Таблица 1 Состав образцов опытных масел | ||||||||
| Компоненты | Массовая доля компонентов, мас.%. Марки масел | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |
| Сера техническая | - | - | - | - | 0,5 | 1,6 | 2,0 | 0,6 |
| Трикрезилфосфат | - | - | - | - | 5,0 | - | - | 2,0 |
| Маловязкое масло, ν100, мм2/с/tзаст | ||||||||
| 2,5/минус 62 | - | - | 30 | - | - | - | - | - |
| 3,0/минус 60 | - | - | - | до 100 | - | 20 | 20 | 30 |
| 3,5/минус 60 | -5 | 10 | - | - | 10 | - | - | - |
| Остаточное масло, ν100, мм2/с/tзаст | ||||||||
| 60/минус 3 | - | - | до 100 | - | - | - | - | до 100 |
| 55-57/минус 5 | - | - | - | до 100 | - | до 100 | до 100 | - |
| 30-32/минус 5 | до 100 | до 100 | - | - | до 100 | - | - | - |
| Таблица 2 Основные свойства опытных образцов масел в сравнении с типовыми свойствами товарного ТС гип | |||||||||
| Показатели | Марки масел | ТСгип | |||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | ||
| Вязкость кинематическая, | |||||||||
| V100, мм2/с | 28 | 22,0 | 18,9 | 14,0 | 21 | 18,7 | 19 | 21,5 | 18-20 |
| Температура | |||||||||
| застывания, Т3, °С | -5 | -18 | -18 | -25 | -18 | -19 | -19 | -18 | -(16-20) |
| Вязкость динамическая при температуре минус | |||||||||
| 20°С, η, Па.с | - | 800 | 800 | - | 1000 | 966 | 980 | 1000 | до 1300 |
| Критическая на- | |||||||||
| грузка, Рк, H | - | 500 | 500 | - | 920 | 870 | 870 | 950 | 870-1200 |
| Показатель износа при нагрузке | |||||||||
| 196 н, Dи, мм | - | 0,8 | 0,8 | - | 0,4 | 0,59 | 0,55 | 0,45 | 0,55-0,70 |
| Нагрузка | |||||||||
| сваривания, Рс, H | - | 1800 | 1800 | - | 3900 | 5000 | 5800 | 6000 | 3150-5000 |
1. Смазочная композиция для агрегатов вертолетов, содержащая остаточное масло, маловязкое масло и серу, отличающаяся тем, что содержит остаточное масло нафтеновых нефтей, имеющее вязкость 30-60 мм2/с при 100°С и температуру застывания не выше 0°С, и в качестве маловязкого масла содержит масло нафтеновых нефтей, имеющее вязкость 2,2-3,5 мм2/с при 100°С и температуру застывания ниже или равную минус 60°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| маловязкое масло | 10-30 |
| сера техническая | 0,5-2,0 |
| остаточное масло | остальное |
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит противоизносную присадку - ариловый эфир фосфорной кислоты в концентрации до 5 мас.%.
