ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА
GREASE

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.
Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения (Патент RU №2102442, 20.01.1998, С10М 169/04), содержащая следующие компоненты в мас.%: литиевое мыло высшей жирной кислоты - 4-20; дисульфид молибдена - 0,1-3, продукт на основе нитрованного масла - 0,5-1,5 и нефтяное масло - остальное 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.
Известна также пластичная смазка, приведенная в патенте RU №2114162, 27.06.1998, С10М 169/06 - прототип, включающая нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка, присадку на основе нитрованного масла, а также литиевое мыло олеиновой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 8,0-12,0
литиевое мыло олеиновой кислоты - 1,5-3,0
диалкилдитиофосфат цинка - 4,0-8,0
присадка на основе нитрованного масла - 1,0-1,5
нефтяное масло - остальное до 100.
Недостатком данного технического решения является недостаточный ресурс эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава, который не превышает 450 тыс. км пробега, что ведет к снижению надежности узлов трения при эксплуатации.
Технический результат заявленного изобретения - повышение надежности и ресурса эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава.
Указанный технический результат достигается тем, что пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов, включающая нефтяное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка, присадку на основе нитрованного масла, дополнительно содержит присадку Неозон-Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:
литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 11,7-16,3;
диалкилдитиофосфат цинка - 3,7-4,3;
присадка на основе нитрованного масла - 0,9-1,1;
присадка Неозон-Д - 0,9-1,2;
2
нефтяное масло (с вязкостью 8,0±0,6 мм/c при 100°С) - остальное до 100.
Пластичная смазка характеризуется тем, что нефтяное масло может содержать масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2.
Включение в состав смазки присадки Неозон-Д при заявленном соотношении с остальными компонентами смазки позволяет увеличить надежность и ресурс эксплуатации тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава на 33% за счет увеличения несущей способности и повышения стабильности физико-химических характеристик смазки по сравнению с ее прототипом.
В качестве основы пластичной смазки используется нефтяное масло. Оптимальные физико-химических характеристики смазки достигаются при использовании в качестве нефтяного масла, которое содержит масло веретенное АУ и масло авиационное селективной очистки МС-20 в соотношении 1:1,2. Масло веретенное АУ представляет собой минеральное масло, получаемое из малосернистых и сернистых 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. Характеризуется высокой вязкостью, хорошими смазывающими свойствами, отличной адгезией.
2
При использовании нефтяного масла, отличного от заявленного количества, вязкость смеси соответственно уменьшается или увеличивается на величину, превышающую оптимальное значения вязкости 8,0±0,6 мм/с при 100°С, что снижает 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.
При изготовлении смазки нейтрализацию 12-ОСК (омыление) осуществляют водным раствором гидроокиси лития, который изготовляют путем смешивания порошка гидрата окиси лития с водой. Использование 12-оксистеариновой кислоты обеспечивает высокие эксплуатационные свойства полученной смазки благодаря высокой загущающей способности.
Использование в смазке присадки Неозон-Д в концентрациях ниже 0,9% является недостаточным для предотвращения накопления продуктов окисления, что отрицательно влияет на антифрикционные, объемно-механические, реологические и защитные свойства смазки и в конечном итоге не обеспечивает требуемый ресурс работы подшипников качения в узлах трения. Концентрация присадки Неозон-Д в смазке выше 1,2% является нецелесообразной, поскольку 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, представляющая собой диалкилдитиофосфат цинка, модифицированный бором, и содержащая 85-100% активного вещества. Она обладает антиокислительным, противоизносным, антикоррозионным и антифракционным действием. При использовании присадки диалкилдитиофосфата цинка менее 3,7% смазка не обладает необходимым уровнем антиокислительных, противоизносных и противозадирных свойств, а именно не достигается снижение критической нагрузки заедания и увеличение показателя износа, а при использовании 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. 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.
Пример изготовления пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения машин и механизмов приведен ниже.
В мешалку с обогревом загружают на омыление 1-ю порцию масел веретенного АУ и МС-20 в пропорции 1:1,2 (40,32% масс.), 12-окстистеариновой кислоты (12% масс.). Осуществляют перемешивание и нагревают смесь до температуры 80-90°С.
В отдельной емкости приготавливают водный раствор гидрата окиси лития, смешивая порошок сухого гидрата окиси лития (2% масс.) с водой (в соотношении 5:1) при температуре 80-90°С.
Подготовленный раствор гидрата окиси лития медленно загружают в мешалку и ведут омыление в интервале температур 90-110°С до стабилизации содержания свободной щелочи в мыле.
Далее ведут подъем температуры до 170°С и определяют содержание свободной щелочи в мыле. Если содержание свободной щелочи соответствует норме, последовательно загружают 2-ю (19,84% масс.) и 3-ю (оставшиеся 19,84% масс.) порции смеси масел при постепенном подъеме температуры до 195-200°С. Выдерживают смазку при этой температуре и сливают расплав в оборотную тару.
Охлаждают массу до 160-170°С, вводят присадку Неозон-Д (1,0% масс.) и осуществляют перемешивание. Затем охлаждают массу до температуры 110-120°С и одновременно вводят присадку А-22 (4,0% масс.) и присадку АКОР-1 (1,0% масс.) и осуществляют перемешивание.
После охлаждения смазки до температуры 60-65°С осуществляют ее окончательную обработку (гомогенизацию, фильтрацию и деаэрацию смазки) на вакуумно-гомогенизирующей установке.
В таблице 1 приведены составы смазки с различным содержанием компонентов, а в таблице 2 - результаты испытания образцов смазок.
В соответствии с результатами, приведенными в таблице 2, испытания заявленной пластичной смазки в естественных условиях эксплуатации показали, что ее использование предотвращает износ трущихся деталей, обеспечивает надежную и эффективную работу узлов деталей в широком диапазоне температур от минус 60 до плюс 120°С за счет хорошей тиксотропности и малой динамической вязкости, позволяет снизить эксплуатационные расходы, а также повышает межремонтный пробег до 600-650 тыс. км. Известная смазка (образцы 17, 18 и 19) для подшипников подвижного состава не пригодна, так как не обеспечивает физико-химических характеристик, требуемых в условиях работы подвижного состава.
Таблица 1Состав образцов пластичной смазки
№
Содержание ингридиентов, %мас.
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты
Неозон-Д
Диалкил-дитиофосфат цинка
Присадка на основе нитрованного масла
Смесь масел с вязкостью при 100°С
1
11,7
1,0
3,7
1,0
8,6 мм<sup>2</sup>/с до 100%
2
12,0
1,0
3,9
1,0
8,2 мм<sup>2</sup>/с до 100%
3
14,0
1,0
4,1
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
4
16,3
1,0
4,3
1,0
7,8 мм<sup>2</sup>/с до 100%
5
14,0
0,9
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
6
14,0
1,0
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
7
14,0
1,1
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
8
14,0
1,2
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
9
12,0
1,0
3,7
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
10
13,0
1,0
3,9
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
11
14,0
1,0
4,1
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
12
16,0
1,0
4,3
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
13
14,0
1,0
4,0
0,9
8,0 мм<sup>2</sup>/c до 100%
14
14,0
1,0
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
15
14,0
1,0
4,0
1,1
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
16
13,5
1,0
4,0
1,0
8,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%
17
16,3
1,0
3,7
1,1
10 мм<sup>2</sup>/с до 100%
18
16,3
1,0
3,7
1,1
12 мм<sup>2</sup>/с до 100%
19
11,7
1,0
4,3
1,0
7,0 мм<sup>2</sup>/с до 100%