Способ улучшения высоконагруженных поверхностей трения
METHOD FOR IMPROVING HIGHLY LOADED FRICTION SURFACES

Изобретение относится к машиностроению, в частности к триботехнике, и может быть использовано при обработке рабочих поверхностей деталей машин, работающих в условиях повышенной нагрузки, таких как подшипники роликов прокатных станов.
Известен способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения №2201998 С2 от 29.06.2001, заключающийся в использовании смеси дисперсных компонент минералов в виде альфа-хризотила, ортохризотила, лизардита ленточного и др. для повышения износостойкости геометрии поверхностей трения.
Однако при повышенных динамических и температурных нагрузках данный способ не эффективен.
Известен способ №2377340 С1 от 07.04.2008, заключающийся в использовании смеси хризотила, хлорита и барита в соотношении 0.5/0.4/0.1. Недостатком данного способа является нестабильность раствора модификатора из-за фракционного состава, приводящего к выпадению осадка и ухудшению состояния изделия, а также низкая эффективность в условиях высоких динамических и температурных нагрузок.
6
4
10
8
3
2
5
4
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сути и достигаемому эффекту является способ №2345176 С1 от 12.02.2008, заключающийся в использовании антигорита MgSiO(OH) и лизардита MgSiO(OH) с добавлением в масляную основу для формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов деталей машин и механизмов. Данный способ взят за прототип.
Недостатками данного способа являются низкий антифрикционный эффект, образование абразивных частиц в результате реакций железосодержащего компонента состава, приводящее к абразивному износу, а также низкую эффективность в высоконагруженных узлах деталей машин.
Отличием заявляемого способа является подбор оптимального фракционного и функционального состава смеси минералов, обуславливающее более выраженный антифрикционный эффект, активное противодействие износу поверхности, повышение критической нагрузки и нагрузки сваривания.
Исследования показали, что добавление порошка политетрафторэтилена к смеси прототипа увеличивает антифрикционный эффект, активное противодействие износу поверхности, повышение критической нагрузки и нагрузки сваривания. Поэтому функциональный состав смеси схож с используемым в прототипе, однако включает еще и фракцию политетрафторэтилена, а также хризотил для восстановительного эффекта.
Далее проводились исследования оптимального фракционного состава смеси, показавшие наибольшую эффективность частиц антигорита, лизардита и хризотила характерным размером от 200 до 400 нм и частиц политетрафторэтилена характерным размером от 1 до 5 мкм.
6
4
10
8
3
2
5
4
Лабораторно установлено следующее оптимальное весовое соотношение компонентов, мас. %: антигорита MgSiO(OH) 2-10, лизардита MgSiO(OH) 2-20, хризотила 10-30 и политетрафторэтилена 25-60 для рабочих температур до 250 градусов Цельсия.
6
4
10
8
3
2
5
4
6
4
10
8
Использование присадки-модификатора заключается в следующем. Сначала основа в виде кремнийорганического масла загущается микропорошком политетрафторэтилена до требуемой конечным изделием консистенции. Далее осуществляется введение порошковой смеси из дисперсных частиц антигорита MgSiO(OH), лизардита MgSiO(OH), хризотила MgSiO(OH), размешивание в нем и подачу упомянутой порошковой смеси, размешанной в консистентном масле, в изделие.
Задачи и технический результат предложенного способа заключаются в увеличении срока проведения регламентных восстановительных работ, уменьшении затрат на ремонтно-восстановительные работы и увеличении эффективности работы изделия за счет снижения коэффициента трения, активного противодействия износу поверхности, повышении критической нагрузки и нагрузки сваривания.
Например, при замене смазочного материала в подшипниках среднесортного полунепрерывного прокатного стана горячей катки 350-й серии на заявляемый состав по результатам экспертизы было выявлено снижение износа обработанных пар трения, а также нестабильности работы станка, что свидетельствует об эффективности использования данной антифрикционно-восстановительной композиции.