Универсальная смазка для подшипников качения и скольжения
Владельцы патента RU 2635100:
Общество с ограниченной ответственностью "МАПС-ОИЛ" ООО "МАПС-ОИЛ" (RU)
Изобретение относится к смазочным материалам, используемым в подшипниках качения и скольжения, применяемых в цехе №2, подшипниковых узлах вагонных тележек на Любажском кирпичном заводе, при максимальной температуре до 900°С. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в снижении себестоимости смазки и повышении термостойких свойств смазки для подшипниковых узлов вагонных тележек на основе кремнийорганической жидкости с добавлением шунгита. Высокотемпературная смазка для узлов трения, подшипников качения и скольжения на основе кремнийорганической жидкости содержит многофункциональную присадку, в состав которой входит 1,4-ди(N-арилсульфонил)-2(тиобензтиазол)бензол, шунгит, фторопласт, жидкий каучук и загуститель, при следующем соотношении компонентов, мас. %: загуститель - комплексные кальциевые мыла 10-15, шунгит 5-9, фторопласт 4,5-9, жидкий каучук 3-6, многофункциональная присадка 0,5-3, кремнийорганическая жидкость остальное. Данный состав смазки позволяет повысить ресурс работы промышленных узлов и оборудования в 4-6 раз. 2 табл.
Изобретение относится к смазочным материалам, используемым в подшипниках качения и скольжения, применяемых в цехе №2, подшипниковых узлах вагонных тележек на Любажском кирпичном заводе, при максимальной температуре до 900°С.
В настоящее время широко используется универсальная смазка марки Литол-24, имеющая сравнительно большой ресурс работы, и успешно заменяет натриевые и литиевые смазки общего назначения (ГОСТ 21 150-75). Смазка имеет удовлетворительные противозадирные характеристики, работает при 110-130°С и может кратковременно выдерживать температуру до 200°С в рабочих узлах трения, надежно защищает металлические изделия от коррозии, может закладываться в узлах трения и скольжения как несменяемая смазка и является многоцелевой смазкой. В состав смазки входит:
- Загуститель - литиевое мыло 12 - оксистеариновой кислоты - 13%
- Присадки: антиокислительная - дифениламин- 0,5% или неозон - Д - 0,7%
- Вязкостная - полиизобутилен ПИБ - 20 - 4%
- Дисперсионная среда - смесь масел веретенного АУ и индустриального И - 50А (1:3) или остаточных или дистиллятных масел западносибирских нефтей до 100%.
Недостатками смазки Литол-24 является:
низкие противоизносные и противозадирные свойства при высоких удельных нагрузках, т.е. в тяжело нагруженных узлах трения и скольжения применение смазки Литол-24 просто невозможно; по своим трибологическим характеристикам смазка Литол-24 относится к смазкам средненагруженных узлов;
- верхний температурный рабочий интервал для смазки Литол-24 составляет 110-130°С - кратковременно до 200°С, а в тяжело нагруженных узлах обычно температура доходит до 400°С;
для современной техники ресурс работы смазки Литол-24, применяемой как несменяемая смазка, недостаточный (например, в некоторых автомобильных узлах скольжения 1-2 года);
- смазка Литол-24 не может быть использована в подшипниках вагонных тележек в качестве термостойкой смазки (рабочая температура до 300°С).
В качестве прототипа выбрана термостойкая смазка для узлов трения, подшипников качения и скольжения (патент RU 2202601 C2, 20.04.2003 г.), которая содержит основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, содержащие графит, дисульфид молибдена и многофункциональную присадку, представляющую собой продукт присоединения диметилфосфита и 1,4 (арилсульфонил) хинонимина. Многофункциональная присадка представляет собой органическое соединение. Она повышает противозадирные и противоизносные свойства смазки, особенно в тяжело нагруженных узлах трения, подшипниках качения и скольжения, что делает возможным применение смазок в редукторах подкрановых путей и печах отжига на подъемных заслонках и понижает окислительные и коррозионные воздействия на металл.
Оптимальное содержание многофункциональной присадки определено лабораторными исследованиями, значительная эффективность ее проявляется при содержании выше 0,5 мас.ч., а выше 5 мас.ч. рост противоизносных и противозадирных свойств незначителен.
Строение фосфорорганической присадки
где R=Н-, СН3.
Предлагаемая присадка обладает антикоррозионными свойствами.
Предлагаемая присадка обладает противоизносными, противозадирными и антифрикционными свойствами.
Достоинством смазки является ее работоспособность в диапазоне температур от -50°С до 300°С в абразивной и агрессивной средах. Основными недостатками смазки является:
- невозможность ее использования при температуре более 300ºС в металлургической промышленности (печной рольганг, барабан моталок и т.д.);
невозможность работы смазки в обводненной среде, что значительно сужает область применения в металлургической, машиностроительной, горной и других областях промышленности.
Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости смазки и повышение термостойких свойств смазки для подшипниковых узлов вагонных тележек на основе кремнийорганической жидкости с добавлением шунгита.
Технический результат достигается тем, что в смазке, содержащей основу, загущенную комплексными кальциевыми мылами, наполнители, содержащие шунгит, фторопластовые вещества и многофункциональную присадку в количестве 0,5-3% мас, в качестве основы используется кремнийорганическая жидкость, а в качестве наполнителей введены шунгит фторопласт и жидкий каучук при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| загуститель - комплексные кальциевые мыла | 10-15 |
| шунгит | 5-9 |
| фторопласт | 4,5-9 |
| жидкий каучук | 3-6 |
| многофункциональная присадка | 0,5-3 |
| кремнийорганическая жидкость | остальное |
В составе смазки присутствуют наполнители, которые обеспечивают стабильные антифрикционные, антиокислительные и антикоррозийные свойства смазки в широком диапазоне температур.
Шунгит введен в смазку как антифрикционная добавка. Он улучшает условия работы смазки и не позволяет ей закоксовываться. Оптимальное количество шунгита 4-5 мас.ч. Нижний и верхний пределы определяют смазывающие свойства и консистенцию смазки, при содержании выше 5 мас. ч., свойства смазки не меняются.
Фторопласт в составе смазки - твердый компонент, обеспечивающий стабильные антифрикционные свойства смазки в широком интервале температуры - до 300°С. Фторопласт обеспечивает противоизносные, противозадирные, антикоррозионные свойства смазки и повышает рабочую температуру смазки.
Оптимальное количество Фторопласта 5-6 мас.ч., нижний и верхний пределы определяются смазывающими свойствами фторопласта и консистентностью смазки, которая, в свою очередь, определяется эксплуатационными требованиями. В этих пределах эффективность фторопласта как антифрикационной добавки высокая.
В качестве вязкостной присадки предлагается жидкий каучук. Эта присадка добавляется в зависимости от используемой основы. Например, если используется в качестве основы смазка Литол-24, то присадка не нужна, а если используется в качестве основы смазки 1-13, то добавляется 3-4% присадки. Жидкий каучук добавляется в смазку для защиты подшипника узла от вымывания водой, таким образом, он является герметиком.
Примеры работы смазок
1. Смазка №1 на основе кремнийорганической жидкости. Использовалась в подшипниковых узлах вагонных тележек. Температура в этом технологическом процессе высокая 900°С, основной недостаток при штатной смазки «Удар» происходит закоксовывание смазки, что приводит к нарушению технологического регламента и преждевременного выхода из строя оборудования. Смазка не справилась со своей задачей. Предлагаемая смазка эту задачу выполнила. Однократная закладка смазки в вагонную тележку обеспечила бесперебойную работу в течение восьми циклов на протяжении одного месяца, где дала экономию от применения в сумме 42578 руб., что в 5 раз экономнее по сравнению со штатной смазкой.
Состав, мас.%:
| загуститель - комплексные кальциевые мыла | 8,5-9 |
| шунгит | 3,5-4 |
| фторопласт | 5-6 |
| жидкий каучук | 4-5 |
| многофункциональная присадка | 0,6-1,5 |
| кремнийорганическая жидкость | остальное |
2. Смазка №2 на основе кремнийорганической жидкости. Использовалась в подшипниковом узле. Предлагаемая смазка проработала 12 месяцев, механизм находится в работоспособном состоянии, в сравнении со смазкой Литол 24, время работы составляло 1 месяц, причина - вымывание смазки водой.
Состав, мас.%:
| загуститель - комплексные кальциевые мыла | 10-11 |
| шунгит | 4,5-5,5 |
| фторопласт | 5,5-6,5 |
| жидкий каучук | 5-5,5 |
| многофункциональная присадка | 0,8-1,7 |
| кремнийорганическая жидкость | остальное |
3. Смазки №3 и №4 на основе кремнийорганической жидкости использовались на цементно-шиферном комбинате в подшипниках барабанных обжиговых печей при нагрузке на ось 400 т. Время работы подшипника с однократной закладкой смазки составило 18 месяцев. Работа штатной смазки Литол-24 составляет 0,5-1 месяц.
Состав, мас.%:
| загуститель - комплексные кальциевые мыла | 13-14 |
| шунгит | 6-8 |
| фторопласт | 7-9 |
| жидкий каучук | 6-8 |
| многофункциональная присадка | 0,9-1,8 |
| кремнийорганическая жидкость | остальное |
Для исследования антифрикционных присадок было подготовлено несколько пластичных смазок на основе известных марок: Литол-24 и 1-13. Исследования на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме колодка-ролик. Диаметр ролика 50 мм, площадь трения 10 мм, угловая скорость 330 об/мин. Для исследования трибологических свойств были взяты примеры смазок, приведенных в таблице №1. Как видно из таблицы №2, смазки, в состав которых входит присадка, обладают лучшими антифрикционными свойствами по сравнению со смазками Свинцоль и Лимол. Кроме того, они обеспечивают работу узлов трения при более тяжелых нагрузках.
Таблица 1. Состав опытных образцов смазок
Обработка статистических данных противоизносных свойств консистентных смазок на основе Li-,. Са-мылов, а также результаты испытаний противоизносных свойств предложенной смазки различных составов позволяет утверждать, что ее противоизносные свойства выше, чем у смазок типа Литол-24, 1-13, что увеличивает срок службы трущихся пар и что подтверждается примерами реализации смазок.
Универсальная смазка для подшипников качения и скольжения на основе кремнийорганической жидкости, включающая загустители - комплексные кальциевые мыла и наполнители, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя содержит: шунгит, фторопласт, жидкий каучук и многофункциональную присадку, представляющую собой 1,4-ди(N-арилсульфониламино)-2(тиобензтиазол)бензол, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| загуститель - комплексные кальциевые мыла | 10-15 |
| шунгит | 5-9 |
| фторопласт | 4,5-9 |
| жидкий каучук | 3-6 |
| многофункциональная присадка | 0,5-3 |
| кремнийорганическая жидкость | остальное |
