Патент на изобретение №2161177
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к смазочным составам и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых зацеплениях открытого типа, которые распространены на горнообогатительных комбинатах, в портах и грузоподъемных механизмах промышленных предприятий, например тихоходных ступенях редукторов с большим крутящим моментом. Композиция содержит, мас.%: порошок дисульфида молибдена 1,0-5,0, порошок цинка 4,0-13,0, мыльная пластичная смазка до 100. Технический результат – улучшение антифрикционных, противоизносных и противозадирных характеристик смазки, а также значительное уменьшение ее стоимости. 3 табл., 1 ил. Изобретение относится к смазочным составам и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых зацеплениях открытого типа, которые распространены на горнообогатительных комбинатах, в портах и грузоподъемных механизмах промышленных предприятий, например тихоходных ступенях редукторов с большим крутящим моментом. Известны смазочные композиции на основе мыльной пластичной смазки, например Литол-24, представляющий собой пластичную смазку, изготовленную загущением смеси нефтяных масел литиевым мылом технической стеариновой кислоты (см. Синицын В.В. Справочник “Пластичные смазки в СССР”, М., Химия, 1984, с. 36). Эта смазочная композиция обеспечивает достаточную эффективность при применении в машинах и механизмах, эксплуатирующихся при умеренных нагрузках, и имеет низкую стоимость. Однако данная смазка обладает низкой задиростойкостью и износостойкостью при тяжелых условиях эксплуатации. Известна другая смазочная композиция – Шрус-4 по авторскому свидетельству N 719127, опубликованному в Бюллетене изобретений N 30 за 1996 год и представляющая собой пластичную смазку, полученную загущением смеси нефтяных масел литиевым мылом технической стеариновой кислоты с введенными дополнительно антиокислительными, противозадирными и антифрикционными добавками. Эта известная композиция за счет введения присадок позволяет получить высокие противоизносные и антикоррозийные свойства в тяжелонагруженных узлах трения. Однако в узлах трения с высокими контактными нагрузками данная смазка не обладает необходимыми противоизносными свойствами. Известна также смазочная композиция по авторскому свидетельству N 1595885, опубликованному в Бюллетене изобретений N 36 за 1990 г. и принятому за прототип. Эта смазочная композиция содержит мыльную пластичную смазку ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203, порошок кадмия, порошок цинка и дисульфидмолибденовую пасту, представляющую собой смесь индустриального масла и порошка дисульфид молибдена. Эта смазочная композиция пластична и обеспечивает необходимую смачиваемость контактных поверхностей пар трения. Смазочная композиция обладает антифрикционными, противозадирными и противоизносными свойствами. Однако основу этой смазочной композиция составляет дисульфидмолибденовая паста в количестве 65 – 75 %, в которой порошка дисульфида молибдена содержится 60 – 70%. Эта паста дорога, а большое ее количество значительно увеличивает стоимость смазочной композиции в целом. Кроме того, порошок кадмия токсичен, а производство его небезопасно. Предлагаемое решение позволяет значительно снизить себестоимость производства пластичной смазки при одновременном улучшении противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств. Так же, как и прототип, предлагаемая композиция содержит мыльную пластичную смазку, порошок цинка и порошок дисульфида молибдена. Отличие состоит в том, что указанные ингредиенты содержатся в следующем соотношении, мас.%: порошок дисульфида молибдена – 1,0-5,0 порошок цинка – 4,0-13,0 мыльная пластичная смазка – до 100 Добавление порошка дисульфида молибдена в количестве 1,0 – 5,0% мас. дает наибольшую эффективность в части улучшения антифрикционных характеристик. Дальнейшее увеличение содержания указанной присадки не приводит к уменьшению коэффициента трения. Добавление порошка цинка в количестве 4,0 – 13,0% мас. позволяет существенно улучшить противоизносные и противозадирные свойства смазки. Общий эффект от совместного использования в заявляемой композиции порошков цинка и дисульфида молибдена выше, чем от использования каждого компонента в отдельности. То есть, как показали исследования, все триботехнические характеристики смазочной композиции оказалось выше, чем те же характеристики при раздельном введении указанных компонентов. Таким образом, совокупность присадок в указанном количестве существенно улучшает все триботехнические характеристики смазки. Технический результат при использовании предлагаемой смазочной композиции заключается в снижении коэффициента трения и износа механизмов, а также в повышении предельного давления схватывания (противозадирная характеристика), что приводит к увеличению срока службы механизмов и машин, а значительное сокращение количества порошка дисульфида молибдена и исключение порошка кадмия приводит к снижению стоимости смазочной композиции. Указанная смазочная композиция может быть изготовлена из известных компонентов: в качестве мыльной пластичной смазки можно использовать пластичную смазку на любой основе (литий, кальций, барий), например Литол-24; порошки цинка и дисульфида молибдена должны быть мелкодисперсными (размер частиц не более 10 мкм). Смазочную композицию готовят путем смешивания порошков цинка и дисульфида молибдена с последующим добавлением полученной смеси в смазку Литол-24. Полученная композиция тщательно перемешивается в смесителе вручную или механическим путем до получения однородной массы темно-серебристого цвета. На чертеже представлена схема лабораторной установки для проведения испытаний. Испытания проводят на лабораторной установке на базе машины трения СМЦ-2 по схеме ролик подвижный – ролик неподвижный. Установка содержит подвижный ролик 1, контактирующий с неподвижным роликом 2. Ролики изготовлены из термообработанных сталей соответственно ст.45 и ШХ-15. Смазывание образцов осуществляют с подпружиненной стальной пластины 3, на которой расположена испытываемая смазка, удерживаемая на пластине прокладкой из хлопчатобумажной ткани 4. Количество подаваемой смазки 5 в зону трения регулируют путем изменения усилия прижатая P1 пластины к вращающемуся образцу. Данная конструкция обеспечивает постоянную подпитку смазкой зоны трения на протяжении всего цикла испытаний. Относительная скорость скольжения  в контакте составляла 0,65 м/с. Режимы испытаний выбраны по предельно допустимым значениям плотности потока энергии PV (где: P – удельное давление в контакте, V – скорость скольжения), которую выдерживает Литол-24 в течение 1 часа работы без следов задиров и схватывания на поверхностях трения образцов. Противоизносные свойства смазочной композиции оценивают по объему изношенного материала неподвижного образца в пятке контакта. Перед испытаниями образцы прирабатывают в течение 30 минут.
Для исследований были отобраны три известные пластичные смазки, принятые в качестве аналогов и прототипа, 5 вариантов пластичной смазки с различным содержанием цинка и дисульфида молибдена в отдельности с целью выявления конкретного влияния каждой из присадок на триботехнические характеристики, а также 5 вариантов заявляемой смазочной композиции с различным содержанием цинка и дисульфида молибдена в совокупности.
При испытаниях оценивают следующие параметры: скорость изнашивания образцов, (мм3  10-3), коэффициент трения и предельное давление схватывания (кгс/см2).
Продолжительность испытаний каждого образца смазки составляет 1 час. После каждого часа определяют износ образцов. Температуру и момент трения контролируют постоянно.
Для оптимизации параметров заявляемой смазки при совместном использовании порошков цинка и дисульфида молибдена используют метод планирования эксперимента (матрица планирования 22). Уровни факторов и интервалы варьирования представлены в таблице 1.
В таблице 2 приведены соотношения компонентов в испытуемых составах (1 – Литол-24; 2 – пластичная смазка по авторскому свидетельству N 719127, известная под названием Шрус-4; 3 – смазочная композиция по авторскому свидетельству N 1595885, принятая за прототип; 4 – 8 – мыльная пластичная смазка с добавлением цинка или дисульфида молибдена в различных количествах: 8 – 13 – состав заявляемой смазочной композиции с различным соотношением цинка и дисульфида молибдена).
В таблице 3 приведены результаты образцов смазочных композиций.
Таким образом, предлагаемая смазочная композиция позволяет получить комплекс триботехнических характеристик, превышающих аналогичные характеристики рассмотренных аналогов и прототипа, а стоимость композиции значительно ниже стоимости прототипа из-за отсутствия порошка кадмия и меньшего количества порошка дисульфида молибдена.
Формула изобретения
Порошок дисульфида молибдена – 1,0 – 5,0 Порошок цинка – 4,0 – 13,0 Мыльная пластинчатая смазка – До 100 РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
