Способ изготовления пластичной смазки

Использование: в подшипниках качения тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава и узлах трения других механизмов и машин. Сущность: в смесь нефтяных масел - масла веретенного АУ и масла авиационного селективной очистки МС-20, загущенную литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты, вводят присадку фенил-2-нафтиламин, а затем присадку диалкилдитиофосфат цинка и присадку на основе нитрованного масла. Смазка содержит в мас.%: масло веретенное АУ 34,5-38,5; масло авиационное селективной очистки МС-20 41,5-45,5; 12-оксистеариновая кислота 10-14; гидрат окиси лития технический 1,6-2,3; фенил-2-нафтиламин - 0,8-1,1; диалкилдитиофосфат цинка - 3,7-4,3; присадка на основе нитрованного масла 0,9-1,1. Предпочтительно, в качестве диалкилдитиофосфата цинка используют присадку А-22 и в качестве присадки на основе нитрованного масла используют присадку АКОР-1. Технический результат - повышение надежности и ресурса эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава до пробега 600 тыс.км. 4 з.п. ф-лы, 1 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.

Известен способ изготовления пластичной смазки, приведенный в патенте RU №2102442, 20.01.1998, С10М 169/04, включающий приготовление смеси, содержащей следующие компоненты, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4-20; дисульфид молибдена - 0,1-3, продукт нитрованного масла АКОР-1 - 1,0, дифениламин - 1,0 и нефтяное масло 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.

Наиболее близким к предложенному способу является способ изготовления пластичной смазки, приведенный в патенте RU №2114162, С10М 169/06, 27.06.1998, (Буксол), включающий приготовление смеси из нефтяных масел, загущенную литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты с добавлением присадки диалкилдитиофосфата цинка и присадки на основе нитрованного масла. В качестве нефтяных масел в данном решении используется масло веретенное АУ и масло индустриальное И-40 или И-50.

При этом использование указанных ингредиентов обеспечивает ресурс эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава до пробегов, не превышающих 450 тыс.км. С учетом современных требований указанный ресурс следует отнести к недостатку данного технического решения.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности и ресурса эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава до пробега 600 тыс.км за счет увеличения несущей способности и повышения стабильности физико-химических характеристик смазки по сравнению с ее прототипом.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления пластичной смазки, включающем приготовление смеси из нефтяных масел, загущенную литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты с добавлением присадки диалкилдитиофосфата цинка и присадки на основе нитрованного масла, дополнительно используют присадку фенил-2-нафтиламин, которую вводят при приготовлении смеси до введения присадки диалкилдитиофосфата цинка и присадки на основе нитрованного масла, а в качестве нефтяных масел используют масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:

масло веретенное АУ - 34,5-38,5

масло авиационное селективной очистки МС-20 - 41,5-45,5

12-оксистеариновая кислота - 10,0-14,0

гидрат окиси лития технический - 1,6-2,3

присадка фенил-2-нафтиламина - 0,8-1,1

присадка диалкилдитиофосфат цинка - 3,7-4,3

присадка на основе нитрованного масла - 0,9-1,1,

причем присадку фенил-2-нафтиламин вводят в смесь до введения присадок диалкилдитиофосфат цинка и присадки на основе нитрованного масла.

В качестве присадки диалкилдитиофосфат цинка может быть использована присадка А-22.

В качестве присадки на основе нитрованного масла может быть использована присадка АКОР-1.

В качестве основы при изготовлении пластичной смазки в заявленном способе используются нефтяные масла - масло веретенное АУ и масло МС-20.

Масло веретенное АУ представляет собой минеральное масло, получаемое из малосернистых и сернистых и 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. Относится к группе авиационных масел для поршневых двигателей самолетов. Характеризуется высокой вязкостью, хорошими смазывающими свойствами, отличной адгезией. При использовании масла МС-20 за границами интервала концентрации, равного 41,5-45,5%, вязкость ее смеси с веретенным маслом АУ уменьшается или увеличивается на величину, превышающую оптимальное значение вязкости 8,0±0,6 мм2/с при 100°С. При этом значении вязкости обеспечивается необходимый 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. В связи с тем, что суммарный объем минеральной основы смазки составляет 80% снижение или превышение концентрации маловязкого компонента веретенное АУ (от 34,5 до 38,5%) приводит к аналогичному результату.

Кислота 12-оксистеариновая (12-ОСК) представляет собой оксикислоту, относящуюся к классу предельных (или насыщенных) жирных кислот и отличающуюся от стеариновой кислоты наличием гидроксильной группы ОН у 12-го атома углерода в цепи. 12-ОСК получают гидрированием касторового масла, которое затем омыляется раствором NaOH с последующим разложением полученных мыл соляной кислотой. Благодаря специфическому строению 12-ОСК, оксистеарат лития обладает высокой загущающей способностью, что обеспечивает высокие эксплуатационные свойства смазок на его основе.

Нейтрализацию 12-ОСК (омыление) осуществляют водным раствором гидроокиси лития, который изготовляют путем смешивания порошка гидрата окиси лития с водой. Гидрат окиси лития (моногидрат) технический - едкая щелочь представляет собой белый кристаллический порошок.

Присадка фенил-2-нафтиламин - порошок или рассыпающиеся чешуйки от светло-серого до коричневого цвета толщиной 0,3-0,6 мм с температурой плавления Тпл=105-108°С. При длительной эксплуатации узлов трения использование в смазке присадки фенил-2-нафтиламина в концентрациях ниже 0,8% мало эффективно и слабо препятствует накоплению продуктов окисления, которые вместе с продуктами износа отрицательно влияют на служебные характеристики, в том числе на антифрикционные, объемно-механические, реологические и защитные свойства смазки. В этом случае не обеспечивается требуемый ресурс работы подшипников качения, которыми оборудованы узлы трения. Введение в смазку присадки фенил-2-нафтиламина в концентрациях выше 1,1% 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, которая представляет собой диалкилдитиофосфат цинка, модифицированный бором и содержит 85-100% активного вещества. Она обладает антиокислительным, противоизносным, антикоррозионным и антифракционным действием. При использовании присадки диалкилдитиофосфата цинка менее 3,7% не достигается необходимого для длительной эксплуатации смазки уровня антиокислительных, противоизносных и противозадирных свойств смазки, выражающихся в снижении критической нагрузки заедания и увеличении показателя износа, а 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. Она вводится в смазочные масла для улучшения защитных свойств масел. 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. В таблице приведены основные физико-механические свойства известных смазок и смазки, полученной заявленным способом.

Наименование показателя Смазка, полученная заявленным способом Буксол (прототип) Shell Canada Alvania EP-D Shell Nerita HV
1 Предел прочности на сдвиг, Па, при:
+50°С 400-700 300-700 230 410
+80°С не менее 150 не норм. 175 215
2 Вязкость эффективная, Па·с при градиенте скорости деформации D=10 c-1 и при:
+20°С не менее 150 не норм. 170 150
-30°С не более 1400 не более 1300 1670 1430
3 Пенетрация при 25°С с перемешиванием 60 двойных тактов, мм ·10-1 240-280 230-290 274 280
4 Температура каплепадения, °С не менее 180 не менее 180 182 178
5 Испаряемость при 100°С за 1 час, % не более 1,0 не более 1,5 0,7 0,75
6 Коллоидная стабильность отпрессованного масла, % 10-16 не более 18 6,5 (нагрузка 0,2 кг) 23,0
7 Массовая доля воды, % отсутствие отсутствие отсутствие следы
8 Массовая доля механических примесей, % отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие
9 Коррозионное воздействие на металлы при 100°С (сталь 40), латунь ЛСЦ40С выдерживает выдерживает выдерживает выдерживает
9 Механическая стабильность: не более 1300 не более 1800 680 1040
- исходный предел прочности на разрыв при 20°С, Па
- предел прочности после разрушения при 20°С, Па не менее 400 400-850 416 710
- индекс разрушения, % не более 40 не норм. 39 32
- индекс тиксотропного восстановления, 1 сутки, % от -20 от -10 -4,5 +23
до +30 до +30
10 Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения при 25±5°С:
- критическая нагрузка, Рк, Н (кгс) не менее 823 (84) не менее 784 (80) 980 800
- диаметр пятна износа, Ди, при нагрузке 196 Н (20 кгс) за 1 час, мм не более 0,45 не более 0,50 0,52 0,30
11 Содержание водорастворимых кислот и щелочей, мг КОН/1 г ≤3,0 не более 5,0 0,9 0,15

Как видно из приведенной выше таблицы, смазка, полученная заявленным способом, характеризуется комплексом физико-химических свойств, соответствующих высоким требованиям качества, а по некоторым из них превосходит отечественный прототип и зарубежные аналоги. К их числу следует отнести такие важные показатели, влияющие на работоспособность смазки в течение длительного периода эксплуатации, как «коллоидная стабильность», «механическая стабильность» и трибологические характеристики смазки, что позволяет повысить надежность и долговечность работы трущихся деталей даже в экстремальных условиях эксплуатации.

Способ изготовления пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов осуществляют следующим образом.

В мешалку с обогревом загружают на омыление 1-ю порцию (1/2 расчетного количества) масел веретенного АУ и МС-20 по отдельности или их смесь в соответствующей пропорции. Осуществляют перемешивание и нагревают смесь до температуры 80-90°С. Для замера температуры при изготовлении может быть использован электронно-автоматический потенциометр, например МР-64. Далее мелкими порциями (во избежание образования нерасплавленного продукта на дне) в мешалку загружают 12-ОСК. В результате подъема температуры до 95-96°С с непрерывным перемешиванием происходит плавление кислоты и образуется водно-масляная дисперсия.

В отдельной емкости приготавливают водный раствор гидрата окиси лития, смешивая порошок сухого гидрата окиси лития с водой (в соотношении 5:1) при температуре 80-90°С. Гидрат окиси лития должен раствориться в воде полностью.

Подготовленный раствор гидрата окиси лития загружают в мешалку. С момента загрузки раствора гидроокиси лития начинается процесс нейтрализации диспергированных в масле кислот (омыление). Ведут омыление при температуре 90-110°С до стабилизации содержания свободной щелочи в мыле.

Термомеханическое диспергирование загустителя осуществляют путем интенсивного нагрева смеси при температурах 110-195°С в течение 12-13 часов с промежуточными загрузками 2-й и 3-й порции смеси масел.

При достижении температуры 195-196°С в течение 1,5-2 часов осуществляется термообработка смеси.

Далее расплав сливают в оборотную тару. Охлаждают массу до 160-170°С, вводят присадку фенил-2-нафтиламина и осуществляют перемешивание с циркуляцией. Затем охлаждают массу до температуры 110-120°С и одновременно вводят присадку диалкилдитиофосфата цинка (А-22) и присадку на основе нитрованного масла (АКОР-1) или их смесь, осуществляя перемешивание.

После охлаждения смазки до температуры 60-65°С осуществляют ее окончательную обработку, например на вакуумно-гомогенизирующей установке серии «ВМГ Корума», проводя гомогенизацию, фильтрацию и деаэрацию смазки.

Таким образом, использование смазки, полученной заявленным способом, позволяет предотвратить износ трущихся деталей, в том числе подшипников, работающих в условиях высоких скоростей вращения и длительных пробегов.

Предлагаемая смазка обладает повышенными, по сравнению с известными для тяжелонагруженных узлов трения смазками, высокими противоизносными, противозадирными и антикоррозионными свойствами, обеспечивая надежную и эффективную работу узлов деталей в широком диапазоне рабочих температур от минус 60 до плюс 120°С и позволяет увеличить межремонтный пробег узлов трения до 600 тыс.км.

1. Способ изготовления пластичной смазки, включающий приготовление смеси из масел, загущенную литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты с добавлением присадки диалкилдитиофосфата цинка, присадки на основе нитрованного масла и присадки фенил-2-нафтиламина, которую вводят при приготовлении смеси до введения присадки диалкилдитиофосфата цинка и присадки на основе нитрованного масла, отличающийся тем, что в качестве масел используют масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:

масло веретенное АУ 34,5-38,5
масло авиационное селективной очистки МС-20 41,5-45,5
12-оксистеариновая кислота 10,0-14,0
гидрат окиси лития технический 1,6-2,3
присадка фенил-2-нафтиламин 0,8-1,1
присадка диалкилдитиофосфат цинка 3,7-4,3
присадка на основе нитрованного масла 0,9-1,1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве присадки диалкилдитиофосфата цинка используют присадку А-22.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве присадки на основе нитрованного масла используют присадку АКОР-1.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что присадку диалкилдитиофосфата цинка и присадку на основе нитрованного масла вводят в смесь одновременно.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят смесь присадок диалкилдитиофосфата цинка и на основе нитрованного масла.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области создания смазочных составов, используемых в железнодорожном транспорте для снижения бокового износа рельсовых путей, гребней колес вагонов и локомотивов, а также в качестве защитных средств узлов качения колесных и гусеничных транспортных средств и др.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу получения нанодисперсного противоизносного состава, используемого в смазочном материале для узлов трения как из сплавов на основе железа, так и цветных металлов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу получения композитной смеси для использования в трибосопряжениях, включающей связующее (масло И-8), несколько видов наноразмерных частиц SiO2, FeO, Fе2O3, Na 2O, K2О, получаемых транспортированием водородом из нагретых природных глин, также транспортированием водород продуктов первичной сажи, получаемых на электрической дуге электролизных электродов, твердосмазочную композицию, получаемую путем помола смеси из: серпентина, магниевого концентрата и поверхностно-активного вещества (ПАВ- ОП-7),до размеров частиц 1 40 мкм.

Изобретение относится к способам получения агломератов твердого смазочного материала. .
Изобретение относится к сверхосновным салицилатным смазкам. .
Изобретение относится к смазочным композициям и способам получения смазочных композиций, которые возможно использовать для смазывания тяжело нагруженных узлов трения различных механизмов, в частности тихоходных ступеней редукторов с большим крутящим моментом, в тяжелонагруженных зубчатых зацеплениях открытого типа, цепных передачах, которые распространены в горно-обогатительных комбинатах, в портах и грузоподъемных механизмах промышленных предприятий, в гребнях колес локомотивов и подвижного состава, при смазывании рельсов кривых путей на железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей, канатов подвесных дорог и фуникулеров.

Изобретение относится к способу получения противоизносного состава и составу, применяемому для снижения трения и защиты поверхностей от износа. .

Изобретение относится к области создания смазочных составов, используемых в железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов, а также в качестве защитных средств для узлов качения колесных и гусеничных транспортных средств, механизмов различного назначения и других целей.

Изобретение относится к области смазок для обработки металлов давлением, в частности для прокатки стальной ленты. .
Изобретение относится к составам масел, используемых в подшипниках жидкостного трения (ПЖТ) и редукторов прокатных станов, а также для смазки тяжелонагруженных передач.
Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным, в частности, для смазывания узлов трения машин и механизмов, работающих в условиях высоких нагрузок и скоростей скольжения.
Изобретение относится к смазочным материалам, в частности к пластичным смазкам, которые могут быть использованы преимущественно в узлах трения вооружения и военной технике (ВВТ) в условиях высокой влажности, контакта с морской водой и солевого тумана.

Изобретение относится к составам трансмиссионных масел, используемых для смазывания агрегатов трансмиссий легковых переднеприводных автомобилей в диапазоне температур окружающей среды от минус 20°С до плюс 45°С.
Изобретение относится к составу синтетических масел для силовых турбин марки ИПМ-10 и марки Петрим, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установках (ГТУ).

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к многокомпонентным добавкам или концентратам, вводимым в минеральные масла с целью получения высококачественных пластичных (консистентных) смазочных материалов, обладающих повышенной термостойкостью и адгезией к поверхности трения, высокой задиро- и износостокостью.

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретно составу компрессорного масла, предназначенному для использования в поршневых воздушных компрессорах, работающих в условиях высоких температур и перепада давления.
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к составам масел, используемых для смазывания цилиндров паровых машин, смазывания форм в литейном производстве, в качестве закалочного масла в кузнечном производстве, смазывания цепей и редукторов, работающих в печах и доменном производстве.
Изобретение относится к области защиты от биопоражения. .

Изобретение относится к способу получения новой присадки к смазочным маслам. .
Изобретение относится к составам концентратов жидкостей для гидравлических систем мобильных транспортных средств, работающих всесезонно в климатическом диапазоне минус 50-50°С и в пожароопасных условиях в металлургических цехах и угольных шахтах.

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

Наверх