Трибологический состав



Владельцы патента RU 2680414:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве основного компонента композиций, используемых для улучшения трибологических характеристик смазочных материалов. Технической задачей предложения является получение трибологического состава, гарантированно обеспечивающего не только снижение трения, но и уменьшение износа поверхностей трения. Техническая задача решается за счет того, что трибологический состав, содержащий мелкодисперсную смесь природных минералов, включает серпентин, мел, буру и каолин, согласно изобретению дисперсность частиц смеси составляет 1-2 мкм, а также дополнительно содержит дисульфид молибдена и нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас. %: мел 10-15, бура 10-15, каолин 5-20, дисульфид молибдена 5-10, нитрид бора 5-15, серпентин остальное. Применение предлагаемого трибологического состава обеспечивает уменьшение износа поверхностей трущихся деталей и механизмов машин при снижении силы трения. 1 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве основного компонента композиций, используемых для улучшения трибологических характеристик смазочных материалов в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин, в горной добыче и обогащения (экскаваторы, самосвалы, конвейеры, тепловозы, конусные и щековые дробилки, роторные и шаровые мельницы, грохота, буровые установки), в металлургии (горячей и холодной высадке, штамповке), на железнодорожном транспорте, а также в специальной технике, эксплуатируемой в экстремальных условиях.

На буровых установках типа 5200/300 частые протечки сальников на системах верхнего привода (СВП), что приводит к простоям и, как следствие, к значительным убыткам. В открытых разрезах по добыче руды и угля применяются карьерные экскаваторы типа ЭКГ, на которых редукторы подъемных лебедок выходят из строя по причине поломок зубчатых передач. В результате требуется дорогостоящий ремонт. При прокате сортового металла, цельнотянутых труб и листа на поверхности изделия возникают задиры, наклепы, снижающие качество товарной продукции. В двигателях внутреннего сгорания по причине возникновения нагара снижается компрессия и, как следствие, падает мощность, увеличивается перерасход топлива. В первую очередь это касается маневровых тепловозов, судовых дизель-генераторов, магистральных газокомпрессорных станций.

В целях предупреждения аварийных ситуаций и снижения затрат на дорогостоящие ремонты разработаны и запатентованы способы образования защитных покрытий.

В патенте РФ №2135638, опубл. 27.08.1999 года, автор Никитин И.В. «Способ образования защитного покрытия, избирательно компенсирующего износ поверхностей трения и контакта деталей машин» применяется состав: офит-50%, нефрит-30%, шунгит-10%, силикагель-10% крупностью 5-10 мкм.

В патенте РФ №2355544, опубл. 20.05.2009 года авторы Лазарев В.Н. и Токменёв А.И. «Способ формирования поверхностных слоев деталей с заданной величиной интенсивности изнашивания» наносится слой серпентинита определенной толщины на конкретный срок службы детали.

В патенте РФ №2420562, опубл. 10.06.2011 года авторы Долгополов К.Н., Любимов Д.Н., Иванов А.Е. «Модификатор трения» применяется состав: антигорит 0,5-2,0%; каолин 0,5-3%; борная кислота 1-3%; масло моторное авиационное 89-97%; касторовое масло 1-3%, крупность частиц 1-5 мкм.

Все перечисленные примеры, как и многие другие, обладают одним общим недостатком: в состав вводится горная порода серпентинит, содержащая до 55% вредных примесей, такие как железняки, карбонаты, корунды, алюмосиликаты.

Применение мелкодисперсных порошкообразных композиций на основе горной породы серпентинита в различных отраслях промышленного производства не получило широкого распространения. Главная причина возникновения такой ситуации заключается в том, что трибологические свойства серпентинита очень невысокие. Именно по этой причине можно объяснить незначительность положительного эффекта, а то и вовсе его отсутствие от применения композиции на основе серпентинита в трибологических составах. Наличие большого количества различных примесей в серпентините, превышающих иногда содержание его главного компонента - серпентина, еще более снижает его трибологический эффект.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является твердосмазочная композиция [Патент РФ №2553255, опубл. 10.06.2015 г.], в состав которой входит: мел 10-15%, бура 10-15%, каолин 5-20%, тальк 5-15%, остальное серпентин. То есть до 50%) в композиции присутствует чистый, свободный от примесей серпентин.

Во всех случаях применения этой композиции наблюдался положительный эффект, но и он был не выше 8-10%. Кроме того, при испытаниях на машине трения по ГОСТ 9490-86 наблюдалось увеличение пятна износа, что, безусловно, являлось нежелательным фактом.

Технической задачей предложения является получение трибологического состава, гарантированно обеспечивающего не только снижение трения, но и уменьшение износа поверхностей трения.

Технический результат достигается за счет того, что в состав вводятся дополнительные компоненты - дисульфид молибдена улучшенного сорта и нитрид бора.

Достижение технического результата за счет введения дополнительных компонентов объясняется следующим образом.

Дисульфид молибдена и нитрид бора состоят из кристаллов, которые имеют пластинчатое строение и при трении расслаиваются на тончайшие слои, образуя пленку толщиной до 3-5 мкм, которая является более сложной по структуре и более эффективной, чем пленка, получаемая от твердо смазочной композиции патента №2553255 - прототипа.

Введение дисульфида молибдена и нитрида бора осуществлялось за счет удаления из состава всех других компонентов кроме серпентина. Таким образом, был сформирован трибологический состав следующего содержания: мел=10-15%, бура=10-15%, каолин=5-20%, дисульфид молибдена=5-10%; нитрид бора=5-15%; серпентин=остальное. При этом сохранялось выполнение главного технологического требования: все компоненты должны иметь степень чистоты не ниже 99,5% и крупность частиц от 1 до 2 микрон?

Для приготовления заявленного триботехнического состава все входящие в него минералы подвергались раздельному измельчению до необходимой дисперсности 1-2 мкм с использованием шаровых мельниц.

Увеличение размера частиц минеральных компонентов, больше 2 мкм и уменьшение размера частиц менее 1 мкм ухудшает триботехнические свойства композиции.

В таблице приведены данные сравнительных испытаний заявляемого трибологического состава и прототипа в комплекте с консистентной смазкой Литол-24, которые были получены с февраля по апрель 2018 года на машине трения ЧМТ-1 по ГОСТ 9490-75 в лаборатории «Триботехника» кафедры «Автомобильный транспорт» Автотракторного факультета Южно-Уральского государственного университета.

Первое же практическое применение заявляемого трибологического состава показало очень хорошие результаты:

1. На новом карьерном экскаваторе марки ЭКГ-20 были обнаружены дефекты зубчатых передач в редукторе подъемной лебедки. Добавка в смазочный материал 0,5% заявляемого трибологического состава, затем через 24 часа еще 0,5% заявляемого трибологического состава полностью устранила все дефекты зубчатых передач редуктора подъемной лебедки и сократила время доводки агрегата до кондиции в 90 раз.

2. На нефтяной буровой установке типа БУ 5000/320 каждые две недели в системе верхнего привода начинал течь сальник подачи бурильного раствора, что приводило к остановкам и срыву графика бурения. Добавка 2% заявляемого трибологического состава в смазочный материал сальника полностью исключила течь и буровая проработала без остановки с августа 2017 года по май 2018, то есть 10 месяцев, сократив простои в 20 раз.

Таким образом, применение предлагаемого трибологического состава, обеспечивает уменьшение износа поверхностей трущихся деталей и механизмов машин при снижении силы трения.

Трибологический состав, содержащий мелкодисперсную смесь природных минералов, включающую серпентин, мел, буру и каолин, отличающийся тем, что дисперсность частиц смеси составляет 1-2 мкм, а также в него дополнительно введены дисульфид молибдена и нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Мел 10-15
Бура 10-15
Каолин 5-20
Дисульфид молибдена 5-10
Нитрид бора 5-15
Серпентин остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опорному элементу для размещения стабилизатора на автомобиле и к способу расположения опорного элемента на штанге стабилизатора. Опорный элемент содержит первое эластомерное тело и второе эластомерное тело, которые выполнены в виде получаши и расположены друг на друге, образуя посадочный проход для размещения штанги стабилизатора.

Изобретение может быть использовано для присоединения поршня к коленчатому валу в двигателе. Шатун (100) с покрытием содержит первую головку (102) с первым проемом (108), вторую головку (104) со вторым проемом (110) и корпус (106).

Изобретение относится к совместимому со смазочным материалом медному сплаву, используемому для производства компонентов зубчатой передачи, в частности колец синхронизатора.

Группа изобретений относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к тормозным системам. Соединение для компенсации отпускания пневматического тормоза включает резьбовой толкатель, храповое колесо, соединенное посредством резьбы с толкателем для вращательного движения по нему, и винтовое соединение, включающее первый подшипник и второй подшипник, установленные на храповом колесе для содействия вращению этого колеса.

Изобретение относится к подшипниковым узлам, в частности к самоцентрирующимся подшипникам для применения в ветровых турбинах. Подшипниковый узел (10) включает в себя: внешнее кольцо (3), внутреннее кольцо (2), первый ряд роликовых элементов (1A) и второй ряд роликовых элементов (1B).

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к подпружиненным механизмам плеча рычага для приведения в действие рабочего рычага механизма отпускания стояночного тормоза.

Группа изобретений относится к компрессору, используемому в автомобильных кондиционерах или бытовых кондиционерах, и, в частности, к спиральному компрессору. Спиральный компрессор 1 поддерживается с возможностью скольжения посредством подшипника скольжения с вращающимся валом 3, установленным в корпусе 2.

Настоящее изобретение относится к твердосмазочной композиции, содержащей мелкодисперсную смесь природных минералов от 1 до 5 мкм, включающую серпентин и тальк, дополнительно введены мел, каолин и бура при следующем соотношении компонентов, мас.%: мел - 10-15, бура - 10-15, каолин - 5-20, тальк - 5-15, серпентин - остальное.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для устранения износа поверхностей пар трения, например подшипников скольжения типа вал-вкладыш или вал-втулка, либо направляющих, по которым перемещают заднюю бабку токарного станка.
Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин и может быть использовано при изготовлении новых деталей или при восстановлении изношенных деталей, в частности подшипников скольжения.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей основное количество базового масла и улучшенную антиоксидантную композицию в количестве от 0,5 до 1,0% по массе из расчета на общую массу смазочной композиции, где антиоксидантная композиция включает в себя: (a) метиленбис(ди-н-бутилдитиокарбамат) и (b) производное 1,2,4-триазола на основе алкилированного дифениламина, выбранное из одного из соединений (i) 1-[ди-(4-октилфенил)аминометил]триазола, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 1:1 до 20:1, и (ii)1-[ди-(4-смешанный бутил/октилфенил)аминометил]триазол, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 5,7:1 до 9:1.

Настоящее изобретение относится к области энергетики, в частности производству трансформаторного масла, используемого в маслонаполненном электрооборудовании. Область применения: производство трансформаторных масел.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, обеспечивающим технологические процессы лезвийной и абразивной обработки черных металлов в машиностроении.

Настоящее изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция. В частности, изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция в отсутствие борной кислоты, включающему осуществление по меньшей мере одной стадии под давлением по меньшей мере 400 кПа и при температуре по меньшей мере 130°С.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции для применения в картере двигателя, содержащей: (i) базовое масло, содержащее по меньшей один моноэфир или смесь моноэфиров, где указанный моноэфир или смесь моноэфиров присутствует от общего веса смазочной композиции в количестве от по меньшей мере 10 вес.% и до 75 вес.% и в имеет кинематическую вязкость при 100°C не более 4 мм2/с, индекс вязкости по меньшей мере 130 и потери от испарения, определяемые по методу Ноак, не более 20 вес.%; причем базовое масло дополнительно содержит полученное по Фишеру-Тропшу базовое масло, и (ii) полимерные присадки, повышающие индекс вязкости, которые присутствуют в количестве сухого полимерного остатка от 0,1 вес.% до 7 вес.%, от веса смазочной композиции, выбранные из (а) одного или больше гребнеобразных полимеров; (b) поли(мет)акрилатного полимера, содержащего от 1 до 70 мол.% одного или больше (мет)акрилатных структурных фрагментов, имеющих приведенную ниже формулу (1), где R1 представляет собой атом водорода или метильную группу, и R2 представляет собой линейную или разветвленную углеводородную группу, содержащую не меньше 16 атомов углерода; (c) их смесей, в которой указанный по меньшей мере, один моноэфир представляет собой продукт реакции одноатомного спирта и монокарбоновой кислоты, где указанный одноатомный спирт представляет собой, по меньшей мере, один насыщенный разветвленный алифатический одноатомный спирт, содержащий от 16 до 36 атомов углерода, и где указанная монокарбоновая кислота представляет собой, по меньшей мере, одну насыщенную линейную алифатическую монокарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно - к смазочно-охлаждающим технологическим средствам (СОТС), и может быть использовано при обработке металлов резанием и отделочно-упрочняющей обработке поверхностей деталей из сталей и цветных металлов резанием и алмазным выглаживанием.

Настоящее изобретение относится к твердосмазочной композиции для формирования металлокерамического покрытия в узлах трения, составам для обработки металлических поверхностей узлов трения различных механизмов машин и оборудования хозяйственного и военного назначения, в частности для формирования на поверхностях трения износостойкого металлокерамического покрытия с высокими триботехническими характеристиками, и может быть использовано для поверхностного упрочнения и восстановления поверхностей в узлах терния, подверженных износу в условиях трения, высоких температур и давления.

Изобретение относится к области машиностроения, металлообработки и производства смазочных материалов; композиция может быть использована для введения в индустриальные масла, технологические смазки, смазочно-охлаждающие технологические среды, а также в пластичные смазки.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим технологическим средствам и может быть использовано при обработке металлов резанием и отделочно-упрочняющей обработке поверхностей деталей из сталей и цветных металлов резанием и методами поверхностно-пластического деформирования.

Изобретение относится к области производства смазочных масел и может быть использовано при выполнении технологической операции обкатки отремонтированных двигателей в условиях сельскохозяйственных предприятий, эксплуатирующих и ремонтирующих двигатели внутреннего сгорания, а также прочих предприятий ремонтно-технического назначения.

Настоящее изобретение относится к твердосмазочной композиции для формирования металлокерамического покрытия в узлах трения, составам для обработки металлических поверхностей узлов трения различных механизмов машин и оборудования хозяйственного и военного назначения, в частности для формирования на поверхностях трения износостойкого металлокерамического покрытия с высокими триботехническими характеристиками, и может быть использовано для поверхностного упрочнения и восстановления поверхностей в узлах терния, подверженных износу в условиях трения, высоких температур и давления.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве основного компонента композиций, используемых для улучшения трибологических характеристик смазочных материалов. Технической задачей предложения является получение трибологического состава, гарантированно обеспечивающего не только снижение трения, но и уменьшение износа поверхностей трения. Техническая задача решается за счет того, что трибологический состав, содержащий мелкодисперсную смесь природных минералов, включает серпентин, мел, буру и каолин, согласно изобретению дисперсность частиц смеси составляет 1-2 мкм, а также дополнительно содержит дисульфид молибдена и нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас. : мел 10-15, бура 10-15, каолин 5-20, дисульфид молибдена 5-10, нитрид бора 5-15, серпентин остальное. Применение предлагаемого трибологического состава обеспечивает уменьшение износа поверхностей трущихся деталей и механизмов машин при снижении силы трения. 1 табл.

Наверх