Смазка для узлов трения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СМАЗКА ДЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ(71) Заявитель Белорусский государственный университет транспорта(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет транспорта(57) Смазка для узлов трения, включающая минеральное масло, полимерную добавку и кислородсодержащую присадку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерной добавки нитрат целлюлозы, в качестве кислородсодержащей присадки - окислитель, выбранный из группы ММ 4, М 2 С 27, М 2 С 4, МС 4,МС, где М - калий или натрий, и дополнительно - сульфид алюминия, холестериловый эфир бензойной кислоты, 3,3-диаминодифенилсульфон и эвтектический сплав, содержащий, мас. висмут 60 свинец 18 олово 12 индий 10 при следующем соотношении компонентов, мас. нитрат целлюлозы 0,1-2 сульфид алюминия 0,02-3 холестериловый эфир бензойной кислоты 0,2-1,5 эвтектический сплав 1-15 3,3-диаминодифенилсульфон 0,01-1,8 окислитель, выбранный из группы ММ 4, М 2 С 27,0,15-3 М 2 С 4, МС 4, МС минеральное масло до 100.(56) 1. А.с. СССР 1188196, МКИ С 10 М 133/06, 1985. 2. А.с. СССР 1456454, МКИ С 10 М 161/00, 1989. Изобретение относится к созданию антифрикционных смазочных материалов на базе минерального масла, обладающих высокими противоизносными и противозадирными свойствами, и может быть использовано на машиностроительных и ремонтных предприятиях для обкатки узлов трения автомобилей, тракторов и других машин, а также для приработки и фрикционной металлизации различных трущихся сопряжений. Известна смазочная композиция, включающая октадециламин (0,0045-0,0090 мас.), мелкодисперсные аморфные оксиды алюминия и кремния (0,25-0,30 мас.) и минеральное масло (до 100 мас.) 1. При введении смазочного материала, изготовленного из известной композиции, во фрикционный контакт она вызывает абразивный износ сопряженных поверхностей. При этом снижается нагрузка заедания пары трения алюминий-сталь, смазываемых известной смазочной композицией. Применение известной смазочной композиции не позволяет осуществлять фрикционную металлизацию сопряженных металлических поверхностей. 1714 1 Наиболее близкой к предлагаемой смазочной композиции является смазка для узлов трения, содержащая хлорированный полиэтилен (10-30 мас.), 2,6-дитретбутил-4-метилфенол (1-5 мас.) и минеральное масло(до 100 мас.) 2. При эксплуатации пары трения алюминий-сталь железо, содержащееся в контртеле, катализирует дегидрирование углеводородных компонентов известной смазочной композиции, что приводит к образованию атомарного и молекулярного водорода во фрикционном контакте и к насыщению им поверхности алюминиевого подшипника и рабочего слоя стали. Такое наводораживание сопряженных поверхностей инициирует фрикционное как контртела, так и алюминиевого подшипника. Пленки переноса, образующиеся из компонентов известной смазочной композиции, обладают слабой адгезией к сопряженным металлическим поверхностям и низкими противозадирными свойствами, что приводит к заеданию пары трения алюминий-сталь при малых нагрузках на фрикционный контакт. Хлор, выделяющийся при трибодеструкции хлорированного полиэтилена, вызывает химический износ пары трения алюминий-сталь при смазке известной композицией. Предлагаемая смазка обеспечивает решение такой задачи как получение антифрикционных смазочных композиций на основе минерального масла для пар трения алюминий-сталь. Технический эффект заявляемого технического решения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик смазки за счет увеличения противоизносных и противозадирных свойств, сокращения времени приработки и снижения водородного износа пары трения алюминий-сталь, а также в осуществлении возможности нанесения металлоплакирующих покрытий из эвтектического сплава, компенсирующих износ металлических деталей узлов трения, и в увеличении ее срока службы в узле трения. Указанный технический результат достигается тем, что в смазку для узлов трения, включающую минеральное масло, полимерную добавку и кислородсодержащую присадку, вводят в качестве полимерной добавки - нитрат целлюлозы, в качестве кислородсодержащей присадки - окислитель, выбранный из группы 4, 24, 227, 4, О, где- калий или натрий и дополнительно - сульфид алюминия,холестериловый эфир бензойной кислоты, 3,3-диаминодифенилсульфон и эвтектический сплав, содержащий мас. висмут 60 свинец 18 олово 12 индий 10 При этом смазка для пар трения алюминий-сталь содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас. нитрат целлюлозы 0,1-2 сульфид алюминия 0,02-3 холестериловый эфир бензойной кислоты 0,2-1,5 эвтектический сплав 1-15 3,3-диаминодифенилсульфон 0,01-1,8 окислитель, выбранный из группы ММ 4, 227,24, 4,0,15-3 минеральное масло до 100 В качестве базовых минеральных масел были использованы авиационное МС-20 (ГОСТ 1013-49), трансмиссионное масло ТАП - 15 (МРТУ 38-1-185-65) и индустриальное масло И-20 А (ГОСТ 2854-51). Вследствие вспышек температуры на пятнах касания и каталитического влияния железа, содержащегося в стальном контртеле, наблюдается дегидрирование углеводородных компонентов смазочной композиции и диффузия атомарного водорода в алюминиевый подшипник и в стальное контртело. При этом в поверхностных слоях сопряженных поверхностей металлов возникают остаточные сжимающие напряжения, которые интенсифицируют износ как алюминиевого подшипника, так и стального конртела. Для снижения водородного износа пары трения алюминий-сталь и повышения противоизносных свойств смазки в минеральное масло. Составы 1. Минеральное масло 1.1. МС-20 1.2. ТАП-15 1.3. И-20 А 2. Нитрат целлюлозы 3. Сульфид алюминия 4. Холестериловый эфир бензойной кислоты 5. Эвтектический сплав 6. 3.3-Диаминодифенилсульфон 7. Окислитель, выбранный из группы 7.1. КМ 4 7.2 . 227 7.3. 4 7.4. 4 7.5.8. Хлорированный полиэтилен 9. 2,6-Дитретбутил-4 метилфенол 10. Минеральное масло- в алюминиевом подшипнике, Составы и свойства известной 2 и разработанной смазок Смазка, мас.ИзвеИсследуемая Заявляемая стная 2 2. Продолжительность приработки пары трения алюминий-сталь 4. Адгезия пленок переноса к поверхности,- стального контртела 5. Срок службы смазок в узле трения 1714 1 введены эвтектический сплав (МРТУ 6-09-353-63), сульфид алюминия (МРТУ 6-09-862-65), холестериловый эфир бензойной кислоты (ТУ 6-994375-77) и окислитель, выбранный из группы, включающей ММ 4(ГОСТ 5777-53), 2 С 27 и 2 С 4 (ТУ МХП 3732-56), С 4 и С (ГОСТ 11086-64), где М-калий или натрий. Введение эвтектического сплава, сульфида алюминия, холестерилового эфира бензойной кислоты и окислителя ниже оптимальной концентрации ухудшает противозадирные свойства смазочной композиции, а выше оптимальной концентрации - увеличивает коэффициент трения смазываемого ею трибосопряжения алюминий-сталь. Дальнейшего повышения противоизносных и противозадирных свойств смазки, сокращения продолжительности приработки пары трения алюминий-сталь и уменьшения водородного износа сопряженных металлических поверхностей достигали дополнительным введением в смазочную композицию нитрата целлюлозы(ГОСТ 5936-73) и 3,3-диаминодифенилсульфон (ТУ 6-09-05-25-78). Введение нитрата целлюлозы и 3,3 диаминодифенилсульфона ниже оптимальной концентрации увеличивает продолжительность приработки пары трения алюминий-сталь, а выше оптимальной концентрации - сокращает срок эксплуатации смазки вследствие увеличения скорости трибодеструкции базового минерального масла. Технология получения смазочной композиции для узлов трения состоит в добавлении в базовое минеральное масло указанных в описании заявляемой смазки ингредиентов и в перемешивании полученного состава при комнатной температуре. Составы и свойства смазочных композиций, полученных из исследуемых составов, и известной приведены в таблице. Как видно из таблицы, сочетание выбранных компонентов позволило в сравнении с прототипом снизить износ алюминиевого подшипника в 2,5-2,9 раз и стального контртела в 1,8-2,3 раз, уменьшить содержание водорода в алюминиевом подшипнике в 4,8-5,7 раз и стальном контртеле в 3,2-4,4 раза, сократить приработку пары трения алюминий-сталь в 2,1-3,6 раза, повысить адгезию пленок переноса к поверхности алюминиевого подшипника в 2,9-3,1 раза и к поверхности стального контртела в 1,2-1,3 раза, увеличить срок службы смазки в 1,76-1,9 раза. При этом на поверхности алюминия и стали формируются металлоплакирующие композиционные пленки переноса. Отсутствие в смазочной композиции нитрата целлюлозы и сульфида алюминия (состав ), холестерилового эфира бензойной кислоты (состав ), эвтектического сплава и 3,3-диаминодифенилсульфона (состав Х) и окислителя (состав ) приводит к ухудшению эксплуатационных свойств смазки и к повышенному износу как алюминиевого подшипника, так и стального контртела. Длительность приработки пары трения алюминий-сталь при введении во фрикционный контакт смазочной композиции оценивали на машине трения СМЦ-2 при нормальной нагрузке 20 МПа и скорости относительного скольжения 0,7 м/с. При этом об окончании приработки судили по установлению стабильного коэффициента трения у пары алюминий-сталь при смазке заявляемой композицией. Триботехнические характеристики пары трения алюминий-сталь оценивали также на машине трения СМЦ-2 (Р 20 МПа, 0,7 м/с). Адгезию пленок переноса к поверхности стального контртела и алюминиевого подшипника оценивали методом срезания с поверхности металла ножом-резцом. Нагрузку заедания определяли по появлению задиров на поверхности алюминиевого подшипника. Количество водорода,продиффундировавшего в металл, определяли методом нагрева в высоком вакууме алюминиевого подшипника и стального контртела после проведения фрикционных испытаний. Заказ 2081 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.