РЕДУКТОРНОЕ МАСЛО
GEARBOX OIL

Предлагаемое изобретение относится к составам смазочных масел и может быть использовано для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках.
Известно редукторное масло (Патент РФ №1593202, C10M 137/10, БИ №19, 1994 г.), содержащее, мас. %:
Аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты
2,0-4,0
Борированный диалкилдитиофосфат цинка
0,5-1,5
Полиметакрилат
0,1-0,3
Нефтяное масло
До 100,0
Указанное масло характеризуется недостаточным уровнем противозадирных, противоизносных, защитных, противопенных, деэмульгирующих свойств.
Наиболее близким к заявленному составу является масло для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках, в том числе при наличии ударных нагрузок, например, при смазке уникальных прессов горячей штамповки (а.с. №958476, C10M 1/18, БИ №34, 1982 г.), содержащее, мас. %:
Диалкилдитиофосфат цинка
2,0-3,0
Эфир жирной кислоты
0,1-0,2
Ди-(алкилбензилтио)-этан
3,0-5,0
Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс.
0,015-0,045
Полиметилсилоксановая жидкость
0,003-0,005
Нефтяное масло
До 100,0
Недостатком этого масла являются недостаточно высокие противоизносные и низкотемпературные, неудовлетворительные деэмульгирующие свойства, поскольку зачастую масла в редукторах работают в условиях интенсивного перемешивания при значительном обводнении (в металлургическом производстве). При попадании в масло воды, при перемешивании полученной смеси может образоваться эмульсия, которая приводит к ухудшению смазочных свойств, усилению электрохимической коррозии, образованию шлама, выбросу масла из системы и, как следствие, к снижению эффективности его использования. Улучшение деэмульгирующих свойств позволит избежать этих нежелательных явлений и сократить расход масла, так как уменьшатся его потери с эмульсией.
Целью предлагаемого изобретения является улучшение противоизносных, низкотемпературных и деэмульгирующих свойств масла за счет введения в нефтяное масло сбалансированной композиции присадок. Одновременно задачей является выбор противозадирного компонента, так как производство используемых в приведенных составах противозадирных присадок (аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, ди-(алкилбензилтио)-этан) в настоящее время отсутствует. Критериями при выборе присадок наряду с требованиями по физико-химическим и эксплуатационным свойствам являются их доступность, экономичность и экологичность. Для этого в нефтяное масло, содержащее эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, дополнительно вводят ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Ди-трет-додецил трисульфид
1,4-2,2
Алкилдитиофосфат цинка
0,7-0,9
Эфир жирной кислоты
0,07-0,1
Полиметакрилат
0,1-0,3
Азотсодержащий сополимер
0,03-0,04
Полиметилсилоксановая жидкость
0,003-0,005
Нефтяное масло
До 100,0
При этом ди-трет-додецил трисульфид и алкилдитиофосфат цинка входят в масло в виде пакета присадок в концентрации 2,3-3,3, стабилизированного дистиллятным нефтяным маслом.
В композиции использованы следующие компоненты.
Смесь: (ди-трет-додецил трисульфида и алкилдитиофосфата цинка) по ТУ 0257-002-40065452-97 (пакет присадок Т-43), эфир жирной кислоты по ТУ 2499-079-05015207-2002 (присадка В15/41), полиметакрилат по ТУ 0257-001-48328353-00 (присадка Максойл Д), азотсодержащий сополимер по ТУ 6-14-614-76 (присадка Дипроксамин-157), полиметилсилоксановая жидкость по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были изготовлены шесть образцов (примеры 1-6, таблица 1).
В таблице 2 приведены данные испытаний этих образцов, из которых видно, что примеры 2, 3, 4 оптимального состава имеют высокие противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие, противопенные свойства.
Таблица 1
Компоненты
Содержание компонентов в образцах, мас. %
1
2
3
4
5
6 (прототип)
Ди-трет-додецил трисульфид
1,2
1,4
1,8
2,2
2,4
-
Диалкилдитиофосфат цинка
-
-
-
-
-
2,5
Алкилдитиофосфат цинка
0,5
0,7
0,8
0,9
1,2
-
Ди-(алкилбензилтио)-этан
-
-
-
-
-
4,0
Полиметакрилат
0,05
0,1
0,2
0,3
0,5
-
Эфир жирной кислоты
0,05
0,07
0,08
0,10
0,13
0,1
Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс
-
-
-
-
-
0,03
Азотсодержащий сополимер
0,02
0,03
0,03
0,04
0,05
-
Полиметилсилоксановая жидкость
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,005
Нефтяное масло с пределами вязкости 135,0-165,0 мм<sup>2</sup>/с при 40°C
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
до 100
При уменьшении концентрации ди-трет-додецил трисульфида ниже 1,4%, алкил-дитиофосфата цинка ниже 0,7%, полиметакрилата ниже 0,1%, эфира жирной кислоты ниже 0,07%, полиметилсилоксановой жидкости ниже 0,003% (пример 1) ухудшаются противозадирные, противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие и противопенные свойства, увеличение их концентрации выше (2,2; 0,9; 0,3; 0,1; 0,005% соответственно) приводит к некоторому ухудшению противоизносных и деэмульгирующих свойств (пример 5).
з
Следует отметить, что разработанная композиция уступает прототипу по противозадирным свойствам, определяемым на ЧШМ трения по ГОСТ 9490. Известно, что с увеличением концентрации противозадирной присадки улучшаются противозадирные свойства (И), но зачастую это приводит к некоторому ухудшению противоизносных свойств. Поэтому в композицию введено оптимальное количество противозадирной присадки, обеспечивающее достаточный уровень противозадирных свойств и не ухудшающее противоизносные свойства масла, о чем свидетельствуют результаты стендовых испытаний масла, полученные на шестеренчатой установке FZG (нормальная работа зубчатого зацепления на 12 ступени нагружения, отсутствие повреждений зубьев в полюсе зацепления), подтверждающие возможность использования масла для смазывания зубчатых передач и редукторов.
Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению (пример 3) и прототипа (пример 6) приведена в таблице 3, из данных которой следует, что предлагаемое масло превосходит масло известного состава по противоизносным, низкотемпературным, деэмульгирующим и противопенным свойствам.
Разработанное редукторное масло имеет высокие противозадирные и несущие свойства, обладает водоотделяющими свойствами и высокой стойкостью к пенообразованию при эксплуатации, благодаря чему снижаются расход энергии и средние температуры в объеме масла, защищает детали от коррозии и ржавления в присутствии влаги.
Масло изготавливается на установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Полученная смесь перемешивается при 70-80°С в течение 3 часов.
Таблица 2
Показатели
Примеры
1
2
3
4
5
6 (прототип)
Трибологические характеристики на ЧШМ трения:
- индекс задира, И<sub>з</sub>, Н(кгс)
437(44,5)
500(51,0)
520(53,0)
530(54,0)
540(55,0)
579(59)
- показатель износа, Ди, мм
0,43
0,32
0,30
0,30
0,35
0,46
Деэмульгирующие свойства:
- время расслоения, мин
60
30
30
30
50
60
- объем слоев (масло-вода-эмульсия), см<sup>3</sup>
(35-36-9)
(43-37-0)
(43-37-0)
(43-37-0)
(43-37-0)
(35-5-42)
Температура застывания, °С
Минус 17
Минус 20
Минус 22
Минус 24
Минус 27
Минус 12
Склонность к пенообразованию, см<sup>3</sup>:
- при 24°С
85
60
40
50
40
100
- при 94°С
45
40
30
30
30
60
- при 24°С после испытания при 94°С
70
50
40
50
40
100
Стабильность пены, см<sup>3</sup>:
- при 24°С
5
0
0
0
0
10
- при 94°С
0
0
0
0
0
5
- при 24°С после испытания при 94°С
5
0
0
0
0
10
Таблица 3
Показатели
Образцы масел
Пример 3
Пример 6 прототип
Вязкость кинематическая при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
145,2
137,0
Индекс вязкости
93
90
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C
220
216
Температура застывания, °C
Минус 22
Минус 12
Зольность, % мас.
0,20
0,5
Коксуемость, % мас.
0,49
0,62
Цвет на колориметре ЦНТ, ед.
4,0
5,5
Коррозионное воздействие на металлы (медная пластина, 3 ч),балл
1 в
2 а
Трибологические характеристики на ЧШМ трения:
- индекс задира, И<sub>з</sub>, Н(кгс)
520(53,0)
579(59,0)
- показатель износа (нагрузка 196Н, 1 час), Ди, мм
0,30
0,46
Деэмульгирующие свойства:
- время расслоения, мин
30
60
- объем слоев (масло-вода-эмульсия), см<sup>3</sup>
(43-37-0)
(35-5-42)
Защитные свойства в камере влажности, коррозионное поражение пластин, %
0
10
Стабильность против окисления в универсальном приборе:
- изменение вязкости при 100°C, %
2,6
2,7
- изменение кислотного числа, мг КОН/г
0,09
0,14
- осадок, % мас.
Отсутствие
Отсутствие
Склонность к пенообразовании, см<sup>3</sup>:
- при 24°C
40
100
- при 94°C
30
60
- при 24°C после испытания при 94°C
40
100
Стабильность пены, см<sup>3</sup>:
- при 24°C
0
10
- при 94°C
0
5
- при 24°C после испытания при 94°C
0
10
Противозадирные свойства на шестеренчатом стенде FZG, ступень максимальной нагрузки
12
-