смазка для узлов трения подшипников качения и скольжения

Формула изобретения

Смазка для узлов трения подшипников качения и скольжения на основе загущенных мылами масел, содержащая многофункциональную присадку и графитоколлоидный препарат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дисульфид вольфрама и полиизобутилен П-20, а в качестве многофункциональной присадки содержит 1,4-ди(N-арилсульфониламино)-2(тиобезтиазол)бензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

графитоколлоидный препарат	4-8
дисульфид вольфрама	3-9
полиизобутилен П-20	2-4
присадка многофункциональная	0,5-2
загущенные мылами масла	до 100

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смазочным материалам, используемым в тяжелонагруженных узлах трения, подшипников качения и скольжения, в шарнирах, опорах, резьбовых соединениях, зубчатых и других передачах и т.д. при максимальной температуре от 600 до 1200°C.

Известна универсальная смазка Литол-24, имеющая сравнительно большой ресурс работы и успешно заменяющая натриевые и литиевые смазки общего назначения [ГОСТ 21150-75]. Смазка включает:

Загуститель - литиевое мыло
12 - оксистеориновой кислоты	- 13%
Присадки: антиокислительная - дифениламин	- 0,5%
или неозон-Д	- 0,7%
Вязкостная - полиизобутилен П-20	- 4%
Дисперсионная среда - смесь масел веретенного АУ и индустриального И-50А (1:3) или остаточных или дистиллятных масел западно-сибирских нефтей	до 100%

Смазка работает при 110-130°C и может кратковременно выдерживать температуру до 200°C в узле трения, надежно защищает металлические изделия от коррозии, может закладываться в узлы трения как несменяемая смазка и является многоцелевой смазкой.

Недостатками смазки Литол-24 являются:

низкие противоизносные и противозадирные свойства при высоких удельных нагрузках, т.е. в тяжело нагруженных узлах трения качения и скольжения применение Литол-24 просто невозможно; по своим трибологическим характеристикам Литол-24 относится к смазкам средненагруженных узлов трения;

- верхний температурный рабочий интервал для смазки Литол-24 составляет 110-130°C и кратковременно до 200°C, а в тяжело нагруженных узлах трения обычно развивается температура 200°C-250°C;

- для современной техники ресурс работы смазки Литол-24, применяемой как несменяемая смазка, недостаточный (например, в некоторых автомобильных узлах трения 1-2 года);

- смазка Литол-24 не может быть использована для резьбовых соединений и в качестве термостойкой смазки (рабочая температура 200°C).

В качестве прототипа выбрана термостойкая смазка [патент UA 24433 A, 30.10.1998], которая в своем составе содержит загущенные мылами нефтяные масла, графит, дисульфид молибдена и многофункциональную присадку, представляющую собой продукт присоединения диметилфосфита и 1,4 (арилсульфонил) хинонимина. Недостаток присадки состоит в том, что противозадирные свойства смазки при повышенных температурах не отвечают требованиям потребителя, что значительно сужает область ее применения.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении термостойких свойств смазки для тяжело нагруженных узлов трения подшипников качения и скольжения на основе мыльных смазок, противоизносных, противозадирных и антикоррозионных свойств.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав смазки на основе загущенных мылами масел, содержащим многофункциональную присадку и графитоколлоидный препарат, дополнительно введены дисульфид вольфрама и полиизобутилен П-20, а в качестве многофункциональной присадки 1,4-ди(N-арилсульфониламино)-2(тиобезтиазол)бензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Графитоколлоидный препарат	4-8
Дисульфид вольфрама	3-9
Полиизобутилен П-20	2-4
Многофункциональная присадка	0,5-2
Загущенные мылами масла	до 100

Графитоколлоидный препарат (ГКП) в составе смазки - твердый компонент, обеспечивающий стабильное антифрикационное свойство смазки в широком интервале температур до 250°C. Графитоколлоидный препарат обеспечивает противозадирные и антикоррозионные свойства смазки и повышает ее рабочую температуру до 250°C. Оптимальное количество графитоколлоидного препарата 4-8 мас.ч., нижний и верхние пределы определяются смазывающими свойствами графитоколлоидного препарата и консистентностью смазки, которая в свою очередь определяется эксплуатационными требованиями. В этих пределах эффективность ГКП как антифрикационной добавки высокая.

Дисульфид вольфрама введен в состав смазки как эффективная антифрикационная присадка, применение которой улучшает условия работы тяжело нагруженного узла трения в условиях высокой температуры, многократно повышает ресурс работы смазки и оборудования, дает возможность использовать смазку в резьбовых соединениях, а также при непосредственной близости раскаленного металла.

Оптимальное количество дисульфида вольфрама 3-9 мас.ч. Нижний и верхний пределы определяются смазывающими свойствами дисульфида вольфрама. В данной смазке при содержании дисульфида вольфрама ниже 3 мас.ч. антифрикционные свойства смазки резко уменьшаются, а при содержании выше 9 мас.ч. они остаются практически неизменными.

В качестве вязкостной присадки используют полиизобутилен П-20. Эта присадка добавляется в зависимости от используемой основы. Например, если используется в качестве основы Литол-24, присадка не нужна, а если используется в качестве основы смазка 1-13, добавляется 3-4% присадки.

Многофункциональная присадка представляет собой органическое соединение. Многофункциональная присадка повышает:

- антикоррозионные свойства смазки при повышенных температурах;

- противозадирные и противоизносные свойства смазки, особенно в тяжело нагруженных узлах трения, подшипников качения и скольжения, что делает возможным применение смазки в резьбовых соединениях.

Оптимальное содержание многофункциональной присадки определено лабораторными исследованиями, значительная эффективность ее проявляется при содержании выше 0,5 мас.ч., а выше 5 мас.ч. рост противоизносных и противозадирных свойств незначителен.

Присадка имеет следующее строение:

где R=H-, CH₃.

Предлагаемая присадка обладает антикоррозионными свойствами.

Для испытания антифрикционных присадок было приготовлено несколько пластических смазок на основе известных смазок Литол-24 и 1-13. Испытания проведены в сравнении со смазками Литол-24 и 1-13. Исследования выполнены на лабораторной машине трения СМЦ-2 по схеме колодка-ролик. Диаметр ролика 50 мм, площадь трения 1 см, угловая скорость 330 об/мин. Как видно из таблицы 2, смазки, в состав которых входит присадка, обладают лучшими антифрикционными свойствами по сравнению со смазками Литол-24 и 1-13. Кроме того, они обеспечивают работу узла трения при более тяжелых нагрузках. Для испытаний трибологических свойств были взяты примеры смазок, приведенные в таблице 1.

Таблица 1
Состав опытных образцов смазок
№ смазки	Содержание компонентов, %
Дисульфид вольфрама	Графитоколлоидный препарат	Вязкостная	Присадка	Мыльная смазка
Литол-24	-	-	-	-	Прототип
1	5	4	-	0,8	Литол
2	5	7	-	1,0	Литол
3	5,5	6	3	0,8	1-13
4	5,5	8	3	1,5	1-13

Таблица 2
Сравнительная характеристика противоизносных свойств смазок
Смазка	Удельная нагрузка на узел трения кг/см	Момент трения, кг/см	Износ, г	Количество оборотов ролика
Свинцоль (ТУ 38-101578-76)	250	задир	-	-
Лимол (ТУ 38301-4854-95)	250	27	5,0·10-3	25000
350	35	1,5·10-3	25000
400	40	2,4·10-3	25000
Образец № 1	250	18	4,0·10-3	50000
350	21	5,0·10-3	50000
400	32	2,0·10-3	50000
Образец № 2	250	17	4,0·10-3	50000
	350	23	5,0·10-3	50000
400	34	1,8·10-3	50000
Смазка	Удельная нагрузка на узел трения кг/см	Момент трения, кг/см	Износ, г	Количество оборотов ролика
Образец № 3	250	17	4,0·10-3	50000
350	22	1,5·10-3	50000
400	38	2,1·10-3	50000
Образец № 4	250	16	5,0·10-3	50000
350	24	1,5·10-3	50000
400	37	2,0·10-3	50000

Обработка статистических данных противоизносных свойств консистентных смазок на основе Li-, Na-, Ca-мылов, а также результаты испытаний противоизносных свойств предложенной смазки различных составов позволяет утверждать, что ее противоизносные свойства выше, чем у смазок типа Литол-24, 1-13, что увеличивает срок службы трущихся пар и что подтверждается примерами реализации смазок.

Примеры реализации смазок

1. Смазка № 1 на основе пластической смазки Литол-24.

Использовалась в подшипниках на участке газорезки металла электросталеплавильного цеха. Температура в этом технологическом процессе составляла 700-750°C, эркерное открывание выпуска стали на участке МНЛЗ до 1600°C. Однократная закладка смазки в подшипники прокатного оборудования обеспечила работу оборудования в течение восьми месяцев, что превышает ресурс работы традиционной смазки более чем в 15 раз.

2. Смазка № 3, и № 4 на основе пластичной сказки 1-13 использовалась на цементно-шиферном комбинате в подшипниках барабанных обжиговых печей при нагрузке на ось 400 тонн. Время работы подшипника с однократной закладкой смазки составило один год.

3. Смазка № 2 на основе пластичной смазки Литол-24 использовалась в подшипниках отводящего рольганга прокатного стана. Ресурс работы узла трения при однократной закладке смазки превысил ресурс работы традиционной смазки более чем в 5 раз.

Данный состав смазки позволяет повысить ресурс работы прокатного оборудования в 10-15 раз.