ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ ДЛЯ ГИРОСКОПОВ И СИНХРОННЫХ ГИРОМОТОРОВ
GREASE FOR HIGH-SPEED RADIAL-AXIAL BEARINGS FOR GYROSCOPES AND SYNCHRONOUS GYROMOTORS

Изобретение относится к получению пластичных смазок для высокоскоростных радиально-упорных подшипников, и предназначена для использования в приводных двигателях роторно-вибрационных гироскопов и синхронных гиромоторов в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.
В настоящее время значительно возросли требования по работоспособности, предъявляемые к пластичным смазкам для подшипников скольжения. Смазки должны обеспечить длительный ресурс работы подшипников при нагрузках до 150 МПа. Для обеспечения длительного ресурса работы подшипников скольжения, смазки должны обладать хорошими смазочными, антифрикционными и антикоррозийными свойствами, специфическими реологическими свойствами, обеспечивающими хорошую подпитку узлов трения и минимальные энергетические затраты на трение. Известны пластичные смазки для узлов трения скольжения, соответствующие спецификациям США MIL-G-81827 и MIL-G-21164 C, Mobilgrease-29, фирмы "Mobil oil", "Aeroshell-17", фирмы "Sheil oil", Isoflex PDL 300 A, фирмы "Kluber Lubr" и др. (В.В.Синицин. Пластичные смазки за рубежом. М., Химия, 1983). Две первые смазки содержат загущенные гекторитовой глиной углеводородные синтетические масла, с добавкой не менее 5% дисульфида молибдена. Смазка Isoflex PDL 300 А является мыльной (литиевое или кальциевое мыло), также на синтетическом углеводородном масле.
У всех указанных смазок ресурс работы в узле трения при одноразовой заправке довольно низок, то есть они требуют систематической подпитки узла трения.
Известна смазка (пат. РФ 2114161, кл. C10M 169/06), содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития
4-7
Стеарат лития
10-14
Диалкилдитиофосфат цинка
4-6
Нитрованное масло
1-1.5
Нефтяное масло с температурой
застывания не выше 40°С
Остальное
Смазка отличается невысокими низкотемпературными свойствами и не может применяться в низкотемпературных узлах трения скольжения современной авиационной техники.
Известна смазка (пат. РФ 2103331, кл. C10M 125/04) для тяжелонагруженных подшипников скольжения, содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития
4,0-4,8
Дисульфид молибдена
0,4-0,9
Бронзовая пудра
6-8
Нефтяное масло
Остальное
Смазка характеризуется неудовлетворительными низко- и высокотемпературными свойствами, вытекает из узлов трения скольжения с высокими скоростями перемещения сопряженных деталей.
Известна смазка (пат. РФ 2030451, кл. C10M 169/04), содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития
3-5
Полиэтилен молекулярной массы 30000-50000
0,5-1,5
Полиизобутилен молекулярной массы 10000-20000
0,25-1.0
Диалкилдитиофосфат цинка
0,5-2
Продукт высокотемпературного сульфирования нефтяной фракции (с т.выкип. 240-320º °С)
1,0-5,0
Дисульфид молибдена
1,0-5,0
Диизооктиловый эфир себациновой кислоты
1,0-5,0
Нефтяное масло
Остальное
Смазка отличается плохими высокотемпературными свойствами (низкой температурой каплепадения, низкой коллоидной стабильностью) и низкими прочностными свойствами.
Известно, что пластичные смазки, содержащие в качестве загустителя полимочевину, обладают водостойкостью, сохраняют смазывающие свойства при длительной работе при температурах от (-70°С до 260°С).
(Данилов А.М. "Пластичные смазки на полимочевинах". - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1995 г., с.68).
Известна, например, пластичная смазка на основе смазочного масла, содержащая моно- и/или загуститель, имеющий 1-8 уреидных групп, 0,5-10 мас.% и соль щелочноземельного металла низкомолекулярной карбоновой кислоты, содержащей 1-3 углеродных атома, 3-30 мас.% (Патент СССР 511868, C10M 115/08, 1977 г.). Недостатком этих смазок является их пониженная работоспособность при высоких температурах. Кроме того, мономерные изоцианаты, используемые для получения загустителя, токсичны и работа с ними требует специальных мер предосторожности. Известна другая пластичная смазка, содержащая:
Полимочевинный загуститель
5-20
Диалкилдитиофосфат цинка
0,5-3,0
Тиодифениламин
0,5-2,0
Нефтяное и/или синтетическое масло
Остальное
(Патент РФ 1623187, C10M 115/08, 1995 г.).
Недостатком этой смазки также является пониженная работоспособность при высоких температурах.
Из RU 2160766, 20.12.2000 г. известна другая пластичная смазка для использования в узлах трения машин и механизмов, работающих в условиях повышенной температуры, высоких нагрузок и скоростей и в контакте с агрессивной средой, в частности в подшипниках качения электрооборудования, насосов на линиях горячей воды; в узлах трения запорной арматуры газовых линий.
Известная смазка содержит нефтяное и/или синтетическое масло 5-25 мас.% полимочевинного загустителя, представляющего собой продукт взаимодействия октадециламина, анилина и полиизоцианата, в котором массовая доля изоцианатных групп составляет 35-38%.
При необходимости пластичная смазка может содержать антиокислительную, ппротивоизносную, антифрикционную добавки. Данная смазка способна продолжительно работать в узлах трения машин и механизмов, работающих в контакте с агрессивными средами, но не пригодна для использования для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов.
Технической задачей заявленного изобретения является получение пластичной смазки, пригодной для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов, работоспособной в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.
Поставленная техническая задача достигается тем, что пластичная смазка по изобретению содержит дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат, дисперсная фаза содержит загуститель, представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку трикрезилфосфат при следующем соотношении исходных компонентов смазки в мас.%:
Дисперсионная среда:
84,0-90,0
- смесь маловязких полиальфаолефиновых
углеводородов
37,46-39,46
- диоктилсебацинат
37,46-39,46
- триоктилфосфат
22.08-24.08
Дисперсная фаза (загуститель):
8,0-9,0
Продукт взаимодействия
- октадециламина
35,48-35.92
- полиизоцианата
3.47-3.89
- анилина
1.18-1.32
Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин
0,45-0,55
Противоизносная присадка трикрезилфосфат
3.9-4.1
Состав пластичной смазки готовят следующим образом.
Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин используется как Неозон А.
1) Приготавливают раствор присадки неозона А в трикрезилфосфате при перемешивании и нагревании;
2) Готовят дисперсионную среду путем смешивания в варочном аппарате компонентов дисперсионной среды (полиальфаолефинового масла ПАОМ 4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат);
3) Готовят растворы полиизоцианата в полученной дисперсионной среде; растворы смеси октадециламина и анилина в дисперсионной среде;
4) Совмещают полученные растворы полиизоцианата и аминов;
5) Реакционную массу нагревают и выдерживают некоторое время при этой температуре, охлаждают и получают готовую пластичную смазку по изобретению.
В таблице 1 представлен пример состава пластичной смазки, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.
В таблице 2 представлены основные свойства пластичной смазки по изобретению.
Как следует из представленных данных, полученная пластичная смазка по изобретению имеет хорошие (высокие) основные свойства и работоспособна в условиях температур от минус 50°С до плюс 150°С, и пригодна для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов.
Таблица №1
Состав пластичной смазки
Наименование компонента
Содержание, мас.%
1. Дисперсионная среда в соотношении 1:1:0,6
87,00
- маловязкие полиальфаолефиновые углеводороды ПАОМ-4
38,46
- диоктилсебацинат термостабильный
38,46
- триоктилфосфат
23,08
2. Дисперсная фаза (загуститель)
8,50
- октадециламин
3,57
- полиизоцианат
3,68
- анилин
1,25
3. Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин
0,50
4. Противоизносная присадка трикрезилфосфат
4,0
Таблица №2
Основные свойства пластичной смазки
Наименование показателей
Норма СТО 07548712-008-2010
Показатели качества
Метод испытания
1. Внешний вид
Однородная мягкая мазь
Однородная мягкая мазь
Визуально, с доп. по п.7.2 настоящего СТО
2. Температура каплепадения, °C, не ниже
175
185
По ГОСТ 6793
3. Предел прочности на сдвиг при 50°C, Па, не менее
100
130
По ГОСТ7143 (Метод Б)
4. Вязкость, определяемая на капиллярном вискозиметре АКВ-2, Па·с:
- при минус 50°C и среднем градиенте скорости деформации 10 с<sup>-1</sup>, не более
300
168
По ГОСТ 7163
- при 50°C и среднем градиенте скорости деформации1000 с<sup>-1</sup>, не менее
0,5
1,0
5. Коллоидная стабильность при нагрузке 3 Н, % выделившегося масла, не более
8,0
7,31
По ГОСТ 7142
6. Испаряемость при 150°C, 1 час, %, не более
-
0,94
По ГОСТ 9566
7. Пенетрация при 25°C с перемешиванием 60 двойных тактов, 10<sup>-1</sup> мм
300-360
322
По ГОСТ5346
8. Коррозионное воздействие на металлы при 100°C в течение 24 ч:
Выдерживает
Выдерживает
По ГОСТ 9.080
- медь марки M1
9. Содержание воды
Отсутствие
Отсутствие
По ГОСТ2477 с доп. по п.7.3 настоящего СТО
10. Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения:
По ГОСТ 9490
- диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 196 Н и температуре (20±5)°C, не более
0,6
0,31
11. Содержание механических примесей диаметром частиц более 0,028 мм
Отсутствие
Отсутствие
По ГОСТ 9270
В том случае, если соотношение компонентов дисперсионной среды будет иное, например, 1:1:1, то некоторые свойства пластичной смазки ухудшаются: предел прочности на сдвиг при 50°C, коллоидная стабильность и вязкость.