ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА ДЛЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ УЗЛОВ ТРЕНИЯ
GREASE LUBRICANT FOR HEAVY-LOADED FRICTION ASSEMBLIES

Изобретение относится к пластичным смазочным материалам и используется для смазывания тяжелонагруженных механизмов, в частности основных узлов трения автомобилей, тракторов, комбайнов, а также в металлургии и добывающей промышленности.
Известны пластичные смазки - солидолы, состоящие из минеральных масел, загущенных гидратированными кальциевыми мылами высших кислот синтетических или естественных жиров. Их применяют в различных механизмах при рабочих температурах до 60-70°C. Выпускаются три марки солидолов: солидол Ж, солидол С и пресс-солидол [Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под. Ред. В.М. Школьникова. М.: Техинформ, 1999, с.319].
Недостатком данных смазок является их высокая себестоимость получения из-за высокой цены базовых минеральных масел.
Имеются сведения о добавлении в состав смазок отработанных масел, однако они выступают как компоненты в смеси масел, а не как основа смазки [Патент РФ №2177982, C10M 169/04, C10M 177/00, C10M 169/04, C10M 129:30, C10M 129:40, C10M 159:08, C10M 159:04 от 03.04.2000 г.]. Недостатком является то, что использование неочищенного отработанного масла для приготовления смазок приводит к ухудшению качества получаемых смазок, разупрочнению их структуры и ухудшению объемно-механических свойств частицами загрязнений, продуктами окисления и старения.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является пластичная смазка [Патент РФ №2163627 C10M 169/02, C10M 169/02, C10M 101:02, C10M 159:04, C10M 129:56, от 06.10.1999 г.], предназначенная для смазывания узлов трения, качения и скольжения машин и механизмов, содержащая экстракт нефтяной в качестве базового масла, шлам сульфатных стоков производства синтетических жирных кислот (СЖК) и гидроокись кальция.
Недостатком прототипа является невысокая смазывающая способность, низкая температура каплепадения и соответственно максимальная температура применения, а также относительно высокая себестоимость.
Задача предлагаемого изобретения - улучшение качества и свойств смазки, увеличение смазывающей способности, расширение условий применения, дополнение сырьевой базы и улучшение ситуации с переработкой нефтеотходов за счет переработки и использования отработанного масла, подлежащего утилизации.
Поставленная задача достигается тем, что известная пластичная смазка, содержащая базовое масло, синтетические жирные кислоты и гидроокись кальция, согласно изобретению в качестве базового масла используют очищенное отработанное моторное масло, а в качестве синтетических жирных кислот используют кубовые остатки производства синтетических жирных кислот, при следующем соотношении компонентов: очищенное отработанное моторное масло - 68-70 масс.%, кубовые остатки производства синтетических жирных кислот - 27-30 масс.%, гидроокись кальция - 2-3 масс.%.
Предлагаемая смазка готовится следующим образом. На первой стадии проводится очистка отработанного моторного масла по следующей технологии. В загрязненное отработанное масло при постоянном перемешивании вносят 1-2% водного раствора карбамида (1:1), после чего температуру смеси поднимают до 100-105°C и при постоянном перемешивании выпаривают всю воду. За счет реакции находящегося в растворе карбамида с загрязняющими масло агентами происходит их укрупнение и осаждение. В результате удаляются механические примеси, а также продукты старения масла - асфальтены, карбены, карбоиды и др. Оставшиеся микрочастицы карбамида положительным образом влияют на смазывающую способность масла. Кроме того, подобный способ очистки сохраняет в масле оставшиеся присадки, количество которых может составлять 20-30% от первоначального в зависимости от степени наработки масла. Они также улучшают физико-химические свойства масляной основы.
Далее в реактор загружается половина расчетного количества очищенного отработанного моторного масла и весь объем КОСЖК. После чего включается перемешивающее устройство и производится подогрев смеси до 70-80°C при постоянном перемешивании.
Параллельно производится подготовка гидроокиси кальция. Готовится смесь извести «пушонки» и воды - известковое тесто с соотношением компонентов 1:3 соответственно. Готовое известковое тесто загружается в реактор, где проводится омыление жировых компонентов при температуре 95-100°C в течение 1,5-2 часов. По мере надобности в реакционную смесь небольшими порциями добавляется вода.
В ходе процесса омыления отбираются пробы с периодичностью 20-30 мин для определения кислотного числа и/или содержания свободной щелочи как основных показателей завершения процесса омыления. Итоговое содержание свободной щелочи должно составлять не более 0,2% в пересчете на NaOH, содержание воды не более 2-3%.
После завершения омыления нагрев выключается и в смесь при перемешивании добавляется оставшееся количество (1/2) очищенного отработанного масла и, если необходимо, вода, что приводит к снижению температуры смеси до 60-70°C, после чего перемешивание выключают. По прошествии 20-24 часов остывшую смазку гомогенизируют, после чего проводят контрольные анализы физико-химических характеристик (таблица 1).
Как видно из полученных данных, смазка отвечает основным требованиям, предъявляемым к смазкам типа солидол, а по некоторым превосходит их. Например, температура каплепадения достигает 120°C, что расширяет температурный интервал применения смазки.
Смазывающая способность, характеризуемая диаметром пятна износа, определяемым на четырехшариковой машине трения (ЧШМТ), как при 25°C, так и при 60°C выше, чем у прототипа. Это способствует меньшему износу пар трения и отражает лучшие противоизносные свойства предлагаемой смазки.
Таблица 1
Показатели
Прототип
Предлагаемый состав
ГОСТ 4366-76
Содержание свободной щелочи (на NaOH), %
не более 0,2
0,1-0,2
Соответств.
Содержание свободных органических кислот, %
0
0
Соответств.
Содержание воды, %
до 3
до 3
Соответств.
Содержание мех. примесей, %
0,05-0,2
0-0,05
Соответств.
Температура каплепадения, °C
85-90
90-120
Соответств.
Кислотное число, мг KOH/г
0
0
Соответств.
Диаметр пятна износа на ЧШМТ при 25°C, мм
0,47
0,33
Соответств.
Диаметр пятна износа на ЧШМТ при 60°C, мм
0,52
0,34
Соответств.
Внешний вид
Однородная мазь коричневого цвета
Использование в качестве базового масла очищенного отработанного масла позволяет снизить себестоимость производства, расширить сырьевую базу и частично решить проблему утилизации отходов нефтепродуктов.
Предлагаемое изобретение может быть реализовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, отраслях, связанных с переработкой отходов нефтепродуктов, а именно в производстве пластичных смазок, которые используются для смазки тяжелонагруженных механизмов автотранспортной, сельскохозяйственной техники, агрегатов в машиностроении и металлургии.