Пластичная смазка для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов
Владельцы патента RU 2476588:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов, содержащая дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку - фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку - трикрезилфосфат. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазки с высоким интервалом температур работоспособности, от минус 50°С до плюс 150°С. 2 табл.
Изобретение относится к получению пластичных смазок для высокоскоростных радиально-упорных подшипников, и предназначена для использования в приводных двигателях роторно-вибрационных гироскопов и синхронных гиромоторов в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.
В настоящее время значительно возросли требования по работоспособности, предъявляемые к пластичным смазкам для подшипников скольжения. Смазки должны обеспечить длительный ресурс работы подшипников при нагрузках до 150 МПа. Для обеспечения длительного ресурса работы подшипников скольжения, смазки должны обладать хорошими смазочными, антифрикционными и антикоррозийными свойствами, специфическими реологическими свойствами, обеспечивающими хорошую подпитку узлов трения и минимальные энергетические затраты на трение. Известны пластичные смазки для узлов трения скольжения, соответствующие спецификациям США MIL-G-81827 и MIL-G-21164 C, Mobilgrease-29, фирмы "Mobil oil", "Aeroshell-17", фирмы "Sheil oil", Isoflex PDL 300 A, фирмы "Kluber Lubr" и др. (В.В.Синицин. Пластичные смазки за рубежом. М., Химия, 1983). Две первые смазки содержат загущенные гекторитовой глиной углеводородные синтетические масла, с добавкой не менее 5% дисульфида молибдена. Смазка Isoflex PDL 300 А является мыльной (литиевое или кальциевое мыло), также на синтетическом углеводородном масле.
У всех указанных смазок ресурс работы в узле трения при одноразовой заправке довольно низок, то есть они требуют систематической подпитки узла трения.
Известна смазка (пат. РФ 2114161, кл. C10M 169/06), содержащая, мас.%:
| 12-Оксистеарат лития | 4-7 |
| Стеарат лития | 10-14 |
| Диалкилдитиофосфат цинка | 4-6 |
| Нитрованное масло | 1-1.5 |
| Нефтяное масло с температурой | |
| застывания не выше 40°С | Остальное |
Смазка отличается невысокими низкотемпературными свойствами и не может применяться в низкотемпературных узлах трения скольжения современной авиационной техники.
Известна смазка (пат. РФ 2103331, кл. C10M 125/04) для тяжелонагруженных подшипников скольжения, содержащая, мас.%:
| 12-Оксистеарат лития | 4,0-4,8 |
| Дисульфид молибдена | 0,4-0,9 |
| Бронзовая пудра | 6-8 |
| Нефтяное масло | Остальное |
Смазка характеризуется неудовлетворительными низко- и высокотемпературными свойствами, вытекает из узлов трения скольжения с высокими скоростями перемещения сопряженных деталей.
Известна смазка (пат. РФ 2030451, кл. C10M 169/04), содержащая, мас.%:
| 12-Оксистеарат лития | 3-5 |
| Полиэтилен молекулярной массы 30000-50000 | 0,5-1,5 |
| Полиизобутилен молекулярной массы 10000-20000 | 0,25-1.0 |
| Диалкилдитиофосфат цинка | 0,5-2 |
| Продукт высокотемпературного сульфирования нефтяной фракции (с т.выкип. 240-320º °С) | 1,0-5,0 |
| Дисульфид молибдена | 1,0-5,0 |
| Диизооктиловый эфир себациновой кислоты | 1,0-5,0 |
| Нефтяное масло | Остальное |
Смазка отличается плохими высокотемпературными свойствами (низкой температурой каплепадения, низкой коллоидной стабильностью) и низкими прочностными свойствами.
Известно, что пластичные смазки, содержащие в качестве загустителя полимочевину, обладают водостойкостью, сохраняют смазывающие свойства при длительной работе при температурах от (-70°С до 260°С).
(Данилов А.М. "Пластичные смазки на полимочевинах". - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1995 г., с.68).
Известна, например, пластичная смазка на основе смазочного масла, содержащая моно- и/или загуститель, имеющий 1-8 уреидных групп, 0,5-10 мас.% и соль щелочноземельного металла низкомолекулярной карбоновой кислоты, содержащей 1-3 углеродных атома, 3-30 мас.% (Патент СССР 511868, C10M 115/08, 1977 г.). Недостатком этих смазок является их пониженная работоспособность при высоких температурах. Кроме того, мономерные изоцианаты, используемые для получения загустителя, токсичны и работа с ними требует специальных мер предосторожности. Известна другая пластичная смазка, содержащая:
| Полимочевинный загуститель | 5-20 |
| Диалкилдитиофосфат цинка | 0,5-3,0 |
| Тиодифениламин | 0,5-2,0 |
| Нефтяное и/или синтетическое масло | Остальное |
(Патент РФ 1623187, C10M 115/08, 1995 г.).
Недостатком этой смазки также является пониженная работоспособность при высоких температурах.
Из RU 2160766, 20.12.2000 г. известна другая пластичная смазка для использования в узлах трения машин и механизмов, работающих в условиях повышенной температуры, высоких нагрузок и скоростей и в контакте с агрессивной средой, в частности в подшипниках качения электрооборудования, насосов на линиях горячей воды; в узлах трения запорной арматуры газовых линий.
Известная смазка содержит нефтяное и/или синтетическое масло 5-25 мас.% полимочевинного загустителя, представляющего собой продукт взаимодействия октадециламина, анилина и полиизоцианата, в котором массовая доля изоцианатных групп составляет 35-38%.
При необходимости пластичная смазка может содержать антиокислительную, ппротивоизносную, антифрикционную добавки. Данная смазка способна продолжительно работать в узлах трения машин и механизмов, работающих в контакте с агрессивными средами, но не пригодна для использования для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов.
Технической задачей заявленного изобретения является получение пластичной смазки, пригодной для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов, работоспособной в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.
Поставленная техническая задача достигается тем, что пластичная смазка по изобретению содержит дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат, дисперсная фаза содержит загуститель, представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку трикрезилфосфат при следующем соотношении исходных компонентов смазки в мас.%:
| Дисперсионная среда: | 84,0-90,0 |
| - смесь маловязких полиальфаолефиновых | |
| углеводородов | 37,46-39,46 |
| - диоктилсебацинат | 37,46-39,46 |
| - триоктилфосфат | 22.08-24.08 |
| Дисперсная фаза (загуститель): | 8,0-9,0 |
| Продукт взаимодействия | |
| - октадециламина | 35,48-35.92 |
| - полиизоцианата | 3.47-3.89 |
| - анилина | 1.18-1.32 |
| Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин | 0,45-0,55 |
| Противоизносная присадка трикрезилфосфат | 3.9-4.1 |
Состав пластичной смазки готовят следующим образом.
Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин используется как Неозон А.
1) Приготавливают раствор присадки неозона А в трикрезилфосфате при перемешивании и нагревании;
2) Готовят дисперсионную среду путем смешивания в варочном аппарате компонентов дисперсионной среды (полиальфаолефинового масла ПАОМ 4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат);
3) Готовят растворы полиизоцианата в полученной дисперсионной среде; растворы смеси октадециламина и анилина в дисперсионной среде;
4) Совмещают полученные растворы полиизоцианата и аминов;
5) Реакционную массу нагревают и выдерживают некоторое время при этой температуре, охлаждают и получают готовую пластичную смазку по изобретению.
В таблице 1 представлен пример состава пластичной смазки, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.
В таблице 2 представлены основные свойства пластичной смазки по изобретению.
Как следует из представленных данных, полученная пластичная смазка по изобретению имеет хорошие (высокие) основные свойства и работоспособна в условиях температур от минус 50°С до плюс 150°С, и пригодна для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов.
| Таблица №1 | |
| Состав пластичной смазки | |
| Наименование компонента | Содержание, мас.% |
| 1. Дисперсионная среда в соотношении 1:1:0,6 | 87,00 |
| - маловязкие полиальфаолефиновые углеводороды ПАОМ-4 | 38,46 |
| - диоктилсебацинат термостабильный | 38,46 |
| - триоктилфосфат | 23,08 |
| 2. Дисперсная фаза (загуститель) | 8,50 |
| - октадециламин | 3,57 |
| - полиизоцианат | 3,68 |
| - анилин | 1,25 |
| 3. Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин | 0,50 |
| 4. Противоизносная присадка трикрезилфосфат | 4,0 |
| Таблица №2 | |||
| Основные свойства пластичной смазки | |||
| Наименование показателей | Норма СТО 07548712-008-2010 | Показатели качества | Метод испытания |
| 1. Внешний вид | Однородная мягкая мазь | Однородная мягкая мазь | Визуально, с доп. по п.7.2 настоящего СТО |
| 2. Температура каплепадения, °C, не ниже | 175 | 185 | По ГОСТ 6793 |
| 3. Предел прочности на сдвиг при 50°C, Па, не менее | 100 | 130 | По ГОСТ7143 (Метод Б) |
| 4. Вязкость, определяемая на капиллярном вискозиметре АКВ-2, Па·с: | |||
| - при минус 50°C и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1, не более | 300 | 168 | По ГОСТ 7163 |
| - при 50°C и среднем градиенте скорости деформации 1000 с-1, не менее |
0,5 | 1,0 | |
| 5. Коллоидная стабильность при нагрузке 3 Н, % выделившегося масла, не более | 8,0 | 7,31 | По ГОСТ 7142 |
| 6. Испаряемость при 150°C, 1 час, %, не более | - | 0,94 | По ГОСТ 9566 |
| 7. Пенетрация при 25°C с перемешиванием 60 двойных тактов, 10-1 мм | 300-360 | 322 | По ГОСТ5346 |
| 8. Коррозионное воздействие на металлы при 100°C в течение 24 ч: | Выдерживает | Выдерживает | По ГОСТ 9.080 |
| - медь марки M1 | |||
| 9. Содержание воды | Отсутствие | Отсутствие | По ГОСТ2477 с доп. по п.7.3 настоящего СТО |
| 10. Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения: | По ГОСТ 9490 | ||
| - диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 196 Н и температуре (20±5)°C, не более | 0,6 | 0,31 | |
| 11. Содержание механических примесей диаметром частиц более 0,028 мм | Отсутствие | Отсутствие | По ГОСТ 9270 |
В том случае, если соотношение компонентов дисперсионной среды будет иное, например, 1:1:1, то некоторые свойства пластичной смазки ухудшаются: предел прочности на сдвиг при 50°C, коллоидная стабильность и вязкость.
Пластичная смазка для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов, содержащая дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку - фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку - трикрезилфосфат при следующем соотношении исходных компонентов смазки, мас.%:
Дисперсионная среда: - 86,5-87,42
- смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов - 37,46-39,44;
- диоктилсебацинат - 37,46-39,44;
- триоктилфосфат - 22,08-24,08,
Дисперсная фаза (загуститель): - 8,23-8,78
Продукт взаимодействия
- октадециламина - 3,57;
- полиизоцианата - 3,47-3,89;
- анилина - 1,18-1,32,
Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин - 0,45-0,55
Противоизносная присадка трикрезилфосфат - 3,9-4,1.
