Антифрикционная смазка


 


Владельцы патента RU 2524267:

Некоммерческое партнерство "Инновационно-внедренческий центр" (RU)
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (RU)

Настоящее изобретение относится к антифрикционной смазке для узлов трения на основе литиевого мыла стеариновой кислоты и минерального масла, при этом она дополнительно содержит полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 5,0-12,0; полиэтиленовый воск 1,0-7,0; суспензия титаната калия 1,0-15,0; минеральное масло - остальное до 100%, причем суспензия титаната калия имеет следующий состав (мас.%): порошок титаната калия 60,1-70,0, минеральное масло - остальное до 100%. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение трибологических свойств смазки, таких как критическая нагрузка, нагрузка сваривания, диаметр пятна износа, а также снижение степени смываемости смазки водой с поверхностей трения. 4 табл.

 

Изобретение относится к антифрикционным полимерным смазкам и может быть использовано в машиностроении и на транспорте, где требуется создание на поверхности металлов узлов трения защитных антифрикционных пленок, в частности для тяжелонагруженных узлов трения.

Известна смазка для тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного транспорта с линейными контактами (колесо-рельс, зубчатые передачи редукторов и т.д.), содержащая в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 4,0-20,0; дисульфид молибдена - 0,1-0,9; продукт нитрованного масла АКОР - 1-1,0; дифениламин - 1,0, противозадирная присадка ИХП-14М 1,0-5,0 и минеральное - до 100 (патент РФ №2102442, МПК: C10M 169/04, опубл. 20.01 1998 г.) - аналог.

Недостатком известного решения является низкая эффективность смазки, так как основным компонентом, определяющим нагрузочную способность узлов трения и, следовательно, эффективность смазки, является дисульфид молибдена недостаточное содержание которого приводит к прогрессирующему износу рабочих поверхностей, например, колесных пар подвижного состава, рельсов, частой замене деталей и сокращению ресурса тяжелонагруженных поверхностей трения, особенно при присутствии воды.

Известна смазка для тяжелонагруженных узлов трения содержащая литиевое мыло стеариновой кислоты и нефтяное масло, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит металлоплакирующую присадку «Валена» при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4,0-10,0; металлоплакирующая присадка «Валена» - 2,0-4,0; нефтяное масло - остальное (патент РФ №2338777, МПК: C10M 169/04, опубл. 20.11. 2008 г.) - прототип.

Недостатками известного решения являются низкие трибологические свойства смазки, такие как критическая нагрузка, нагрузка сваривания, диаметр пятна износа и т.д., а также высокая смываемость смазки с поверхностей трения водой.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание смазочного материала, обеспечивающего эффективную защиту от износа тяжелонагруженных открытых пар трения, в том числе и для железнодорожной техники, работающих в условиях высоких контактных нагрузок и обладающего высокой стойкостью к воздействию атмосферных осадков.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение трибологических свойств смазки, таких как критическая нагрузка, нагрузка сваривания, диаметр пятна износа и т.д., а также снижение степени смываемости смазки водой с поверхностей трения.

Указанный технический результат достигается тем, что антифрикционная смазка для узлов трения на основе литиевого мыла стеариновой кислоты и минерального масла содержит дополнительно полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

литиевое мыло стеариновой кислоты 5,0-12,0

полиэтиленовый воск 1,0-7,0

суспензия титаната калия 1,0-15,0

минеральное масло - остальное до 100%,

причем суспензия титаната калия имеет следующий состав (мас.%):

порошок титаната калия 60,1-70,0

минеральное масло - остальное до 100%.

Как известно, смазочные материалы и покрытия широко используются в различных отраслях техники, включая подшипники качения и скольжения, шарико-винтовые передачи летательных аппаратов, зубчатые и винтовые передачи различного типа, узлы трения и шарнирные соединения любых типов транспортных средств (в том числе тяжелонагруженных) и инженерной техники, включая двигатели внутреннего сгорания, и т.д. Среди требований, предъявляемых к антифрикционным пластичным смазкам, используемым в открытых узлах трения механизмов, и прежде всего к смазкам для системы колесо-рельс, особое значение имеет эффективность смазки, сочетающая как высокие противоизносные и противозадирные свойства, так и способность смазки удерживаться на контактирующих поверхностях, сохраняя смазочную пленку в условиях повышенной влажности, в том числе при прямом воздействии атмосферных осадков. Указанное выше достигается за счет введения в состав смазочных материалов различных функциональных добавок. Компонентный состав заявляемой антифрикционной смазки позволяет расширить диапазон ее применения и стабилизировать режимы работы антифрикционной смазки путем взаимодействия компонентов смазки между собой, что приводит к образованию такой структуры, которая при взаимодействии деталей в узлах трения повышает износостойкость узлов за счет высоких трибологических характеристик, обеспечивает ускоренное формирование антифрикционных пленок и повышенную стойкость смазки к смыванию водой с деталей узлов трения.

Достижение технического результата при использовании заявляемой смазки обеспечивается использованием всех приведенных в независимом пункте формулы изобретения в заявленном процентном соотношении компонентов.

При содержании литиевого мыла стеариновой кислоты в смазке менее 4,0% смазка стекает с поверхностей трения и не образует необходимой антифрикционной пленки, препятствующей задиру и повышенному износу контактирующих поверхностей. При содержании литиевого мыла стеариновой кислоты в смазке более 12% при пониженной температуре окружающей среды существенно затрудняется подача смазки в зону контакта, что также приводит к повышенному износу и задиру поверхностей трения.

Содержание в заявляемой смазке полиэтиленового воска в количестве от 1 до 7% практически не влияет на ее трибологические свойства, но существенно улучшает стойкость к воздействию атмосферных осадков (смываемость) при содержании полиэтиленового воска в заявленном интервале значений. Дальнейшее увеличение содержания полиэтиленового воска более 7% приводит к ухудшению трибологических свойств заявляемой смазки и, кроме того, вязкость, эффективная при увеличении содержания полиэтиленового воска в смазке более 7%, превышает пороговое значение, при котором подача смазки становится невозможной. Если содержание полиэтиленового воска в заявляемой смазке менее 1%, то эффект от его использования в смазке практически отсутствует.

Приготовление суспензии титаната калия осуществляют из следующих компонентов (мас.%): порошок титаната калия в количестве 60,1%-75,0%, остальное - минеральное масло. Такое соотношение компонентов обусловлено целесообразностью получения суспензии титаната калия требуемой концентрации и густоты для ее дальнейшего использования в заявляемой смазке.

При приготовлении заявляемой смазки в нее добавляют ранее приготовленную суспензию титаната калия в количестве (мас.%): 1,0%-15,0%, при которых наблюдается улучшение (повышение значений) трибологических свойств смазки; повышается (достигает значения более 25%) стойкость к воздействию атмосферных осадков (смываемость), что повышает долговечность смазки; вязкость эффективная, при содержании титаната калия в заявляемом диапазоне возрастает, но не достигает пороговых значений (300 Па.с), что характеризует возможность подачи смазки в зону трения при отрицательной температуре окружающей среды.

Если концентрация суспензии титаната калия (и соответственно самого порошка титаната калия) в заявляемой смазке больше 15%, трибологические свойства смазки ухудшаются, стойкость смазки к смыванию водой не повышается.

Если добавить в заявляемую смазку менее 1,0% суспензии титаната калия, то это практически не оказывает влияния на свойства смазки.

Изготовление смазки осуществляют известным способом, при котором изготавливают суспензию литиевого мыла стеариновой кислоты в минеральном масле, нагревают последнюю до 205°C и добавляют в нее минеральное масло потом, охлаждают суспензию литиевого мыла до температуры 160°C и вводят в нее полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при заявляемом соотношении компонентов, охлаждают реакционную смесь и гомогенизируют.

Для изготовления пластичной смазки в соответствии с изобретением могут быть использованы товарные продукты: стеариновая кислота (стеарин технический по ГОСТ 6484-64), гидрат окиси лития (ГОСТ 15171-78), любое минеральное масло с температурой застывания ниже -30°C, например масло веретенное АУ (ТУ 38.101.5.86-75), масло индустриальное и 50A (ГОСТ 20769-75), масло трансмиссионное (ТУ 38.40245-90) и т.д. В качестве полиэтиленового воска возможно использование, например, ПВ 200, ПВ-300, НП 25, НП 200, НП 300, НП 500 и других, которые повышают стойкость смазки к смыванию водой, а для приготовления суспензии титаната калия используют, например, известный порошок титаната калия.

Так как использование и свойства литиевого мыла стеариновой кислоты и минеральных масел на свойства антифрикционных смазок уже хорошо изучены, заявителем проведены исследования, характеризующие эффективность заявляемой смазки при введении в нее наряду с литиевым мылом стеариновой кислоты и минеральными маслами дополнительно:

- только титаната калия (ТК);

- только полиэтиленового воска (ПВ);

- суммарно титаната калия и полиэтиленового воска (ТК+ПВ), причем массовое содержание вводимым веществ одинаково и при введении отдельных веществ и при введении обоих веществ (их сумма).

Результаты приведены в таблицах 1-4, где в таблице 1 приведены данные о влиянии на свойства смазки только суспензии титаната калия, в таблице 2 - влияние на свойства смазки только полиэтиленового воска, в таблице 3 - свойства смазки при введении совместно полиэтиленового воска и титаната калия, а в таблице 4 - результаты сравнительных испытаний прототипа с заявляемой смазкой.

Таблица 1.
Влияние суспензии титаната калия (ТК) на свойства смазки
Наименование показателей Содержание суспензии ТК в смазке, %
0 1 3 8 14 20
Трибологические свойства на ЧШМ трения:
- критическая нагрузка, Н 490 617 695 823 980 823
- нагрузка сваривания, Н 1098 1234 1568 1960 2195 1744
- диаметр пятна износа, мм 0,66 0,66 0,59 0,46 0,42 0,56
Смываемость, % оставшейся смазки 2,5 3,1 4,3 5,0 6,4 7,0
Вязкость эффективная при -30°C и Д=10 с-1, Па·с 78 82 89 96 106 124
Таблица 2.
Влияние воска полиэтиленового (ПЭВ) на свойства смазки
Наименование показателей Содержание ПЭВ в смазке, %
0 1 3 5 6
Трибологические свойства на ЧШМ трения:
- критическая нагрузка, Н 490 617 656 656 617
- нагрузка сваривания, Н 1098 1234 1303 1303 1303
- диаметр пятна износа, мм 0,66 0,62 0,58 0,58 0,69
Смываемость, % оставшейся смазки 2,5 20,3 31,0 43,2 45,8
Вязкость эффективная при -30°C и Д=10 с-1, Па·с 78 112 162 178 326
Таблица 3.
Влияние ТК и ВП при их совместном введении на свойства смазки
Наименование показателей Содержание наполнителей:
0 ТК-14% ТК-14%
ВП-3% ВП-5%
Трибологические свойства на ЧШМ трения:
- критическая нагрузка, Н 490 1381 1381
- нагрузка сваривания, Н 1098 2195 2195
- диаметр пятна износа, мм 0,66 0,43 0,44
Смываемость, % оставшейся смазки 2,5 30,6 34,2
Вязкость эффективная при -30°C и Д=10 с-1, Па·с 78 134 151
Таблица 4.
Результаты сравнительных испытаний прототипа с заявляемой смазкой
Наименование показателей смазка по патенту №2338777 C1 Заявляемая смазка
Трибологические свойства на ЧШМ трения:
- критическая нагрузка, Н 519 1381
- нагрузка сваривания, Н 1235 2195
- диаметр пятна износа, мм 0,61 0,44
Смываемость, % оставшейся смазки 24,0 34,2
Вязкость эффективная при -30C и Д=10 с-1, Па.с 109 151

Антифрикционная смазка для узлов трения на основе литиевого мыла стеариновой кислоты и минерального масла, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

литиевое мыло стеариновой кислоты 5,0-12,0
полиэтиленовый воск 1,0-7,0
суспензия титаната калия 1,0-15,0
минеральное масло остальное до 100%,

причем суспензия титаната калия имеет следующий состав, мас.%:
порошок титаната калия 60,1-70,0
минеральное масло остальное до 100%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при ошиновке энергоемких технологических установок, электролизеров химической промышленности, цветной металлургии, силовой преобразовательной техники.
Настоящее изобретение относится к композиции рабочей жидкости для холодильной машины, при этом она содержит масло для холодильных машин, содержащее смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, выбранных из группы сложных эфиров по меньшей мере одного многоатомного спирта, и жирной кислоты с содержанием C5-C9 жирной кислоты 50-100% мол., фторпропеновый хладагент и/или трифторйодметановый хладагент (варианты).
Настоящее изобретение относится к компрессорному маслу, содержащему базовое нефтяное масло и полиметилсилоксан, при этом оно дополнительно содержит 4,4'-динонилдифениламин, пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты, 1,2,3-бензотриазол, сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты и смесь сложных аминов, а в качестве базового масла оно содержит гидрированный остаточный компонент с содержанием ароматических углеводородов 19,0-22,0%, при следующем соотношении компонентов, % мас.: 4,4'-динонилдифениламин 0,95-1,0; пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты 0,55-0,65; 1,2,3-бензотриазол 0,045-0,055; сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты 0,055-0,065; смесь алифатических и ароматических аминов 0,055-0,065; полиметилсилоксан 0,004-0,005; базовое масло - гидрированный остаточный компонент до 100.
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей полисилоксановую жидкость, нефтяное масло марки МС-14, церезин марки 80, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, при этом она дополнительно содержит биоцид на основе 2-октил-3(2Н)-изотиазолона при следующем соотношении компонентов, мас.%: полисилоксановая жидкость - 56-59; церезин марки 80 - 16-20; литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты - 5,5; биоцид на основе 2-октил-3(2Н)-изотиазолона - 1,0; нефтяное масло - остальное.

Изобретение относится к способу селективного получения смазки. Смазка имеет вязкость 4,0 сСт при 100°C, летучесть с потерей массы по Noack менее 15%, индекс вязкости более 120, температуру застывания ниже -50°C и вязкость при -40°C менее 3000 сСт.

Изобретение относится к устройству термогравитационной очистки турбинных и трансформаторных масел от механических примесей и воды, содержащему первую емкость, систему отвода масла из первой емкости, систему подачи масла в первую емкость, включающую ламинирующее поток масла устройство, расположенное в первой емкости выше уровня ее донной части.

Настоящее изобретение относится к высокотемпературной смазочной композиции, содержащей присадку в виде ультрадисперсного порошка углекислого кальция с размером частиц не более 0,1 мкм, олеиновую кислоту и базовую основу, при этом размер частиц углекислого кальция не превышает 0,1 мкм, соотношение компонентов в высокотемпературной смазочной композиции, мас.%: Ультрадисперсный порошок углекислого кальция   с размером частиц не более 0,1 мкм 7,0÷10,0 Олеиновая кислота 1,0÷2,0 Базовая основа Остальное Техническим результатом настоящего изобретения является повышение антифрикционных свойств смазочной композиции и возможность использования в интервалах высоких температур (130-400°C).

Настоящее изобретение относится к применению ионных жидкостей для улучшения защиты против окислительной и термической деструкции смазочной композиции, состоящей из смеси из a) от 82,5 до 95 мас.% базового масла или смеси базового масла на основе синтетических, минеральных или природных масел, которые применяют отдельно или в комбинации, b) от 0,1 до 7,5 мас.% ионной жидкости и c) от 4,9 до 10 мас.% присадки или смеси присадок.
Настоящее изобретение относится к способу подготовки металлических обрабатываемых изделий для холодной штамповки путем нанесения слоя смазочного материала (=покрытия) или на металлическую поверхность, или на металлическую поверхность, с предварительно нанесенным покрытием, отличающемуся тем, что слой смазочных материалов образуется при контактировании поверхности с водной композицией смазочных материалов, которая имеет содержание по меньшей мере двух восков с явно различающимися свойствами, содержание органического полимерного материала, содержащего иономеры и неиономерные соединения, причем иономеры в основном состоят из иономерных сополимеров совместно с соответствующими ионами, а неиономерные соединения выбраны из олигомеров, полимеров или/и сополимеров на основе акриловой кислоты/метакриловой кислоты, амида, амина, арамида, эпоксида, этилена, имида, сложного полиэфира, пропилена, стирола, уретана, их сложного(-ных) эфира(-ов) или/и их соли(-ей), причем массовое соотношение общего содержания по меньшей мере двух восков и общего содержания одного или нескольких иономеров или/и одного или нескольких неиономерных соединений в композиции смазочных материалов находится в области от 0,01:1 до 8:1, а также содержание по меньшей мере одного водорастворимого, водосодержащего и/или связывающего воду оксида или/и силиката, причем покрытие, образованное из композиции смазочных материалов, на протяжении температурного интервала от 40 до 260°C имеет в общей сложности по меньшей мере две области плавления или/и точки плавления, из которых по меньшей мере две отстоят друг от друга по меньшей мере на 30°C.
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке на основе минеральных масел или их смесей, содержащих высокодисперсные наполнители, при этом она подвергнута модификации наночастицами железа, образующегося после перемешивания в реакторе со скоростной мешалкой от 1000 до 2500 об/мин с жидким пентакарбонилом железа и дальнейшим его термическим разложением при температуре 250-300°C при работающей мешалке в течение 30-120 минут, а затем в том же реакторе к полученной массе добавляется тройная смесь порошковых наполнителей - графита (А), дисульфида молибдена (Б) и тетрафторэтилена (В) в соотношении А:Б:В от 40:40:20 до 80:10:10, при этом она содержит в массовых частях: Минеральное масло или смесь минеральных масел 100 Наночастицы железа 0,3-4,0 Тройная смесь наполнителей 15-60 Техническим результатом настоящего изобретения является получение пластичной смазки с улучшенными температурными, антифрикционными и прочностными характеристиками.
Настоящее изобретение относится к компрессорному маслу, содержащему базовое нефтяное масло и полиметилсилоксан, при этом оно дополнительно содержит 4,4'-динонилдифениламин, пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты, 1,2,3-бензотриазол, сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты и смесь сложных аминов, а в качестве базового масла оно содержит гидрированный остаточный компонент с содержанием ароматических углеводородов 19,0-22,0%, при следующем соотношении компонентов, % мас.: 4,4'-динонилдифениламин 0,95-1,0; пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты 0,55-0,65; 1,2,3-бензотриазол 0,045-0,055; сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты 0,055-0,065; смесь алифатических и ароматических аминов 0,055-0,065; полиметилсилоксан 0,004-0,005; базовое масло - гидрированный остаточный компонент до 100.
Настоящее изобретение относится к композиции смазки для редукторов, состоящей из углеводородной основы и присадки, отличающейся тем, что состоит из смеси: окисленного гудрона 60-75%, окисленного низкозастывающего минерального масла 21-32%, в качестве катализатора окисления - 1% растительного масла, серы 0,1-3%, в качестве моющей присадки - 1-3% сульфоната кальция; в качестве противоизносной присадки - 0,5-1,0% дитиофосфата цинка; в качестве антипенной присадки 0,003% полиметилсилоксана.
Изобретение относится к смазочным композициям и может быть использовано при эксплуатации железнодорожного транспорта и кранового хозяйства, в частности для смазки поверхности трения пары «гребень колеса - рельс».
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке, содержащей синтетическое масло или смесь синтетических масел с кинематической вязкостью при 40°C от 5 до 700 мм2/с, загущенных неорганическим загустителем, и дополнительно содержащей наполнитель для повышения термостойкости, полярный реагент и полимер при следующем соотношении компонентов, вес.%: неорганический загуститель 5,0-30,0 наполнитель для повышения термостойкости 0,5-12,0 полимер 0,5-10,0 полярный реагент 0,5-5,0 синтетическое масло или смесь синтетических масел остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение температуры каплепадения смазки до 310°С, а также коллоидной стабильности, повышение водостойкости и, как следствие, адгезионных свойств.
Изобретение относится к составу универсального моторного масла, предназначенного для всесезонного применения, и может быть использовано в серийных и перспективных высокофорсированных турбонаддувных бензиновых и дизельных двигателях.
Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным для смазывания узлов трения машин и механизмов в условиях высоких нагрузок и скоростей скольжения. .
Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки узлов трения, а также при эксплуатации различных механизмов и машин для увеличения межремонтного ресурса.
Изобретение относится к области технологий лубрикации систем «колесо - рельс» и может быть использовано для снижения интенсивности износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов и подвижного состава.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при ошиновке энергоемких технологических установок, электролизеров химической промышленности, цветной металлургии, силовой преобразовательной техники.
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке на основе минеральных масел или их смесей, содержащих высокодисперсные наполнители, при этом она подвергнута модификации наночастицами железа, образующегося после перемешивания в реакторе со скоростной мешалкой от 1000 до 2500 об/мин с жидким пентакарбонилом железа и дальнейшим его термическим разложением при температуре 250-300°C при работающей мешалке в течение 30-120 минут, а затем в том же реакторе к полученной массе добавляется тройная смесь порошковых наполнителей - графита (А), дисульфида молибдена (Б) и тетрафторэтилена (В) в соотношении А:Б:В от 40:40:20 до 80:10:10, при этом она содержит в массовых частях: Минеральное масло или смесь минеральных масел 100 Наночастицы железа 0,3-4,0 Тройная смесь наполнителей 15-60 Техническим результатом настоящего изобретения является получение пластичной смазки с улучшенными температурными, антифрикционными и прочностными характеристиками.
Наверх