Результат интеллектуальной деятельности: Пластичная смазка

Изобретение относится к пластичной смазке, применяемой для смазывания трущихся поверхностей «металл-металл» и «металл-резина», обеспечивающих надежную эксплуатацию автотормозных приборов в диапазоне температур узлов трения от минус 60°С до плюс 120°С (кратковременно до плюс 150°С) и температуре атмосферного воздуха от минус 60°С до плюс 60°С.

Современные требования к пластичным смазкам для узлов трения заключаются в обеспечении возможности длительного ресурса работы таких узлов.

Известна пластичная смазка, содержащая гидроксистеариновую, ук-сусную и синтетические жирные кислоты, гидроксид бария, N-(диэтилами нометил) бензотриазол и масло синтетическое полиальфаолефиновое (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 391 386, МПК C10M 169/04 (2006.01), C10M 117/02 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01), C10M 133/44, опубл. 10.06.2006.).

Недостатком известной смазки являются невозможность применения при более низких температурах (до минус 60°С), а также невысокие смазывающие свойства.

Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения скольжения на основе углеводородного масла, содержащая литиевое мыло стеариновой и 12-оксистеариновой кислот, одновалентную окись меди, низкомолекулярный полиизобутилен, дифениламин, полиальфаолефиновое масло, а также сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С5-С9 (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 555 710, МПК C10M 169/00 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01),

C10M 105/38 (2006.01), C10M 117/02 (2006.01), C10M 125/10 (2006.01),

C10M 133/12 (2006.01), опубл. 10.07.2015)

Недостатком известной смазки является недостаточная её механическая стабильность (предел прочности 191-230 Па) т.е. та минимальная нагрузка, при которой происходит необратимое разрушение каркаса смазки, и она ведет себя как жидкость.

Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения, в которой используют следующие компоненты:- в качестве загустителя: простые и комплексные мыла щелочных, щелочноземельных и иных металлов и органических кислот различного строения (мыльный загуститель); производные мочевины (уреатный загуститель); полимеры неполярного строения (полимерный загуститель); твердые углеводороды различного строения (углеводородный загуститель) и неорганические загустите-ли различного строения (диоксид кремния и его производные, сажа, бентонитовые глины) или их смеси в любых соотношениях (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 711 022, МПК C10M 169/06 (2006.01), C10M 125/00 (2006.01), B82B 3/00 (2006.01), B82Y 40/00 (2011.01), C10N 40/00 (2006.01), C10N 30/06 (2006.01), опубл.14.01.2020).

Недостатком известной смазки является недостаточные низкотемпературные свойства, а именно работоспособность в узком диапазоне температур от минус 30 до 120°С.

Наиболее близкой к заявленной смазке является пластичная смазка ЖТ-79Л (ТУ-0254-002-01055954-01), предназначенная для смазывания автотормозных приборов локомотивов и вагонов, а так же пневмоприводов электрических аппаратов локомотивов.

Смазка для автотормозных приборов ЖТ-79Л изготовлена на основе смеси минерального изопарафинового масла и кремнийорганической жидкости или на смеси масла веретенного АУ или ВАУ и кремнийорганической жидкости, загущенной литиевым мылом стеариновой кислоты, и содержит антиокислительную присадку и пластификатор, обеспечивающий работоспособность смазки в контакте «металл - резина», а также глицерин при наличии в смазке масла веретенного АУ или ВАУ.

Смазку ЖТ-79Л применяют при температурах окружающей среды от минус 60 до плюс 120°С. Допускается кратковременное использование смазки при температуре в объеме узла трения до плюс 150°С.

Недостатком известной смазки является короткий срок службы смазки.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание смазки для узлов трения с высоким межремонтным сроком службы, с высокой механической стабильностью и с широким диапазоном температур для использования.

Технический результат достигается тем, что пластичная смазка содержит базовое масло, литиевое мыло, образуемое в результате взаимодействия жирной карбоновой кислоты и гидроксида лития, функциональные присадки антиокислитель и ингибитор коррозии, при этом она дополнительно содержит полиэтилсилоксановую жидкость и дибутилфталат, при этом базовое мас-ло состоит из смеси масла гидродепарафинированного и масла синтетического- полиальфаолефинового, взятых в массовом соотношении 1,0-1,2 : 2,0-2,5, причём полиальфаолефиновое масло взято в массовом соотношении 3,0-3,2 : 0,9-1,5 к полиэтилсилоксановой жидкости, в качестве антикоррозионной присадки используют 1,2,3 - Бензотриазол, а в качестве антиокислительной присадки - Агидодол-1, взятых в массовом соотношении 2,5-3:1-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Предлагаемая пластичная смазка содержит базовое масло, состоящее из смеси масла гидродепарафинированного и масла синтетического, полиэтилсилоксановую жидкость, литиевое мыло высших жирных кислот, дибутилфталат и функциональные присадки.

Базовое масло в смазке является дисперсионной средой. От свойств дисперсионной среды зависит межремонтный срок службы узла со смазкой, работоспособность смазки при низких и высоких температурах. Это обеспечивается применением в указанном соотношении синтетического-полиальфаолефинового масла высокой вязкости в смеси с полиэтилсилоксановой жидкостью, имеющей низкую температуру застывания (до минус 80°С) и депарафинированным маслом с низкой температурой застывания (минус 45°С).

В качестве синтетического масла используют полиальфаолефиновое масло в массовом соотношении к полиэтилсилоксановой жидкости 3,0- 3,2 : 0,9-1,5, и в массовом соотношении с депарафинированным маслом 1,0-1,2 : 2,0-2,5.

Литиевое мыло - загуститель является одним из самых дешевых, и в то же время, обеспечивает достаточно высокие эксплуатационные свойства пластичным смазкам. По сравнению с другими щелочными мылами литиевые мыла имеют ряд достоинств, а именно высокие водостойкость, термостойкость и механическая стабильность.

В качестве пластификатора широкой области применения используют Дибутилфталат - дибутиловый эфир фталевой кислоты. В смазке пластификатор необходим для придания требуемой совместимости смазочного материала с эластомерами.

Антиокислительная и антикоррозионная присадки обеспечивают защиту от коррозии и окисления и, наряду с композицией базовых масел, служат для увеличения срока службы смазки.

В качестве антикоррозионной присадки смазка содержит 1,2,3 - Бензотриазол, а в качестве антиокислительной присадки -Агидодол-1.

Присадки 1,2,3-Бензотриазол и Агидол-1 используют в массовом соотношении 2,5-3:1-1,5 и подаются в смазку последовательно для достижения требуемой совместимости с эластомерами.

Смазку изготавливают путем загущения смеси высококачественных масел, а именно синтетического (полиальфаолефинового), гидродепарафинизированного и полиэтилсилоксановой жидкости литиевыми мылами жирных кислот с добавлением присадок, обеспечивающих высокие антиокислительные и антикоррозионные свойства.

Готовят смазку в реакторе, снабженном перемешивающим устройством и рубашкой для нагрева и охлаждения.

В реактор при температуре 60-70°С загружают масло гидродепарафинизированное, первую порцию масла полиальфаолефинового, полиэтилсилоксановую жидкость и расчетное количество гидроокиси лития. Далее температуру смеси поднимают до 70-80°С и порционно добавляют расчетное количество жирных кислот.

При дальнейшем подъеме температуры до 95-100°С идёт процесс нейтрализации. Далее загружают вторую порцию масла полиальфаолефинового. Реакционную смесь термообрабатывают в два этапа: при температуре 170 °С и 215°С. Далее при охлаждении реакционной смеси до 130°С добавляют антикоррозионную присадку, и при температуре 80-90 °С, загружают антиокислительную присадку и дибутилфталат.

В конце процесса при температуре 80-90°С производят гомогенизацию смазки, используя отдельный аппарат – миксер-гомогенизатор, в котором получают однородную структуру смазки.

Зимой при отрицательных температурах при заборе воздуха в тормозную пневмосистему, который подвергается резкому сжатию до 0,9 МПа и в условиях высокой относительной влажности сопровождается выделением водного конденсата с образованием ледяных бляшек, которые накапливаются в тормозном оборудовании.

При перемещении поршня по цилиндру эти бляшки попадают под резиновую уплотнительную манжету, что приводит к нарушению герметичности тормозного прибора.

Предлагаемая смазка при работе зимой предотвращает влияние образующегося в тормозных приборах льда на процесс торможения.

Заявляемая смазка успешно прошла испытания в ОАО «Ритм» ТПТА, являющемся одним из ведущих производителей автотормозных приборов. Работоспособность смазки проверяли на тормозном цилиндре и воздухораспределителе.

Цилиндр тормозной 6571А, на рабочие поверхности которого была нанесена смазка, сохранил работоспособность при температуре окружающего воздуха минус 60оС после совершения им 300 000 циклов «торможение-отпуск», что по результатам проведенных испытаний соответствует требованиям ГОСТ 31402-2013 по проверяемым параметрам. Увеличение безотказной работы тормозного цилиндра до 300 000 циклов позволяет обеспечить межремонтный срок службы не менее 8 лет, что соответствует требованиям, предъявленным к инновационному тормозному оборудованию.

На этом же предприятии, были проведены индивидуальные, ресурсные испытания и испытания на работоспособность при нижнем и верхнем значениях рабочих температур. Главная и магистральная части воздухораспределителя выдержали испытания:

-на соответствие требованиям ТУ 3184-017-10785350-2013;

-ресурсные;

-на работоспособность при верхнем и нижнем предельных значениях рабочих температур.