Триботехнічна суміш “філ”

1. Триботехнічна суміш, що містить базове мастило і здрібнений природний мінерал, яка відрізняється тим, що містить мінерал при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хризотил 25-35 серпентиніт 35-45 пірофіліт 8-10 3 19791 4 тя, (хризотил, кварц, магнетит). талі контактують на дуже малій площі, що станоЦе змушує використовувати антифрикційний вить 0,01-0,0001 номінальної площі сполучених склад протягом нетривалого часу. При тім, що час поверхонь. У результаті чого ділянки фактичного формування сервовитної плівки для різних вузлів контакту випробовують досить високі напруги, що тертя і різних режимів експлуатації так само поприводить їх до взаємного уведення, пластичній різному та розрахувати його практично неможлидеформації і, отже, до інтенсивного зношування. во, що робить використання складу безперспектиОднак за рахунок утворення зазначеної сервовитвним. Крім того, через дрібнодисперсність застоної плівки площа фактичного контакту зростає в совуваних складів їхній строк зберігання і десятки разів. При такому терті площадки контакту застосування обмежений, тому що згодом відбуплоскі і тертя відбувається без ударів шорсткості вається збільшення розмірності окремих частинок воно безперервно. За рахунок цього пропонована за рахунок їхнього злипання. Тому отримані при триботехнічна суміш у процесі його використання використанні відомого складу сервовитні плівки не робить очищення і мікрошліфування тертьових мають довговічність і не забезпечують високу зноповерхонь, уведення його в ці поверхні під дією состійкість і збільшення ресурсу вузлів і механізконтактного тиску та розподіл його в приповерхмів. ньому об'ємі з утворенням твердих розчинів, що В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечує мікровідновлення форми й розмірів створення триботехнічної суміші за рахунок підботертьових поверхонь деталей і механізмів. ра компонентів, що дозволяє одержувати покриття Пропонована триботехнічна суміш складаєтьна тертьових поверхнях металів, що забезпечують ся із природних мінералів з дуже вузькими межами зменшення коефіцієнта їхнього тертя, підвищення вмісту кожного з них. Крім того, тому що дисперсзносостійкості та збільшення ресурсу вузлів і меність суміші коливається в досить широких межах ханізмів. від 0,01-60мкм, вона досить проста у виготовленні Задача вирішується тим, що триботехнічна і строки його зберігання збільшено. суміш, що містить базове мастило і здрібнений Саме використання хризотилу і серпентиніту в природний мінерал, відповідно до корисної моделі сполученні з іншими обраними мінералами в замістить мінерал при наступному співвідношенні значених межах їхнього вмісту забезпечує досягкомпонентів, мас.%: нення зазначених технічних результатів за рахунок хризотил 25-35 утворення міцної, довговічної сервовитної плівки серпентиніт 35-45 на тертьових поверхнях. пірофіліт 8-10 Наявність амфіболу, пірофіліту сприяють приамфібол 3-5 скореному утворенню сервовитної плівки і її тридоломіт – 3-5 валому збереженню. тальк 1-4 Триботехнічний ефект пропонована суміш заповерхнево-активна речовина безпечує рівною мірою на різних сполучним і ПАР, ПАР6-15. завдяки якісному і кількісному складу природної Дисперсність частинок мінеральних компоненмінеральної суміші. тів і каталізатора становить 0,01-60,0мкм. Таким чином, пропонована суміш, за рахунок У якості ПАР використовують натрій азотистовибору композиції складу, кількісного співвіднокислий, або натрій двовуглекислий, або нікель шення компонентів у суміші, початково-заданої азотнокислий. дисперсності частинок суміші, включення зазначеЗдрібнений мінерал становить до 30мас.% ної суміші в заданій кількості в технологічне серетриботехнічної суміші, базове мастило - решта. довище носія забезпечує комплексну дію на повеТриботехнічна суміш компонентів у заявленорхні тертя. У результаті забезпечує, насамперед, му процентному вмісті сприяє створенню особлизниження коефіцієнта тертя на порядок і більше, вого виду тертя, що обумовлений мимовільним що приводить до збільшення ресурсу вузлів і меутворенням у зоні контакту тонкої плівки, що не ханізмів у кілька разів, підвищує їхню зносостійокисляється, з низьким опором зрушенню і нездакість і довговічність. тної наклепуватися). Введення до складу матеріаАвторами встановлено, що , зміна компонентів лів, які дозволяють зменшити вміст твердих комі їх мас.% співвідношення в триботехнічної суміші, понентів, твердість яких порівнянна із твердістю зміна дисперсності частинок суміші, а також мас.% матеріалу поверхонь тертя, дозволяє одержати змісту суміші в технологічному середовищі, зміна товщину плівки 0,01-60мкм, що відповідає розмірежиму роботи недоцільна. Задане в композиції рам нерівностей (або перекриває їх) більшості суміші (мас.%) співвідношення мінеральних комдеталей загального машинобудування. понентів є оптимальним. При зменшенні хризотиВластивості сервовитної плівки, що утворюлів і серпентиніту знижується інтенсивність техноється в процесі тертя зазначеного складу, здобулогічного процесу по реакції заміщення вають інші, ніж у вихідного матеріалу, властивості. форстеритової складової триботехнічної суміші Плівка має пухку структуру, вона пориста, у ній (MgSi2) на фаялітову складову (FeSi2), що являє майже відсутні дислокації і є багато вакансій. На основою тертя, що утворюється на поверхнях і в цій сервовитній плівці утворюється у свою чергу приповерхніх шарах їхнього захисного шару. Паще додаткова полімерна плівка - серфінг-плівка, раметри утвореного захисного шару взаємопов'ящо створює додатковий антифрикційний шар [Гарзані з мінералогічними компонентами і їх мас.% кунів Д.Н. Триботехніка. Зношування й беззносспіввідношення в складі. Зменшення або збільність. М.: Із МСХА, 2001р., 616с]. шення в композиції заданого по корисної моделі Слід зазначити, що при звичайному терті деспіввідношення мінеральних компонентів приво 5 19791 6 дить до зміни співвідношення між хімічними елецільно по технологічних міркуваннях, тому що збіментами (Mg, Si, Fe), що беруть участь у реакційльшується час і витрати на здрібнювання мінераних процесах утворення сервовитної плівки на лів, зменшується абразивна дія триботехнічної тертьових поверхнях. суміші на поверхні тертя в режимі приробляння У результаті при зменшенні мас.% співвіднотехнологічного середовища. Збільшення дисперсшення мінеральних компонентів, зокрема, хризоності частинок більше 60мкм підвищує абразивну тилу, серпентиніту знижується корозійна стійкість дію останніх і, переважно, частинами твердих маповерхневого шару в середньому на 5-7%. Збільтеріалів, що особливо істотно для точно оброблешення мас.% співвідношення зазначених компоних поверхонь тертя. Ідентифікація мінеральної нентів у суміші практично не впливає на ефективсировини по породах підвищує надійність селектиність отриманого захисного шару. Однак при вного відбору сировини по хіміко-мінералогічних цьому коефіцієнти термічного розширення захисвластивостях, а також створює оптимальні умови ного шару і металу поверхонь тертя відрізняються, технологічної підготовки сировини до використанщо може привести до розшарування сервовитної ня в триботехнічної суміші, а також стабілізує плівки від основного металу поверхонь тертя. склад по твердості і процентному вмісті інгредієнПропонована суміш передбачає використання тів плівки, що беруть участь у процесі утворення базового мастила (моторного, індустріального та (сервовитної,) що є захисним шаром поверхонь ін.), палива, мінеральних мастил (рідких сумішей тертя. висококиплячих вуглеводнів, tкип300-600°), синтеОтримані в результаті тонкого млива мінератичних мастил (кремнійорганічних рідин, ефірів льні компоненти, а також вхідні в композицію пофосфорної, адипінової та інших кислот, поліалкиверхнево-активних речовин змішуються традиційленгліколей та ін.) або солідолів. но відомим образом, при цьому дисперсність Пропонована триботехнічна суміш готується частинок каталізаторів рівнозначна мінеральним шляхом змішування мінералів у зазначених вище компонентам. кількостях з наступним послідовним здрібнюванПропонована суміш додається в мастило двиням до 60мкм на дробарках різного типу. гунів внутрішнього згоряння, механізмів і пристроїв Для обробки або відновлення тертьових повеу кількості 0,001-0,05мас.% залежно від типу обрхонь вузлів і механізмів отримана дрібнодисперроблюваного механізму і прироблюється при штасна суміш мінералів перемішується з базовим матному навантаженні в робочому режимі. стилом, при цьому вводиться в мастило з Нижче приводяться приклади використання розрахунку, що мінерал становить до 30мас.% пропонованої суміші. триботехнічної суміші, базове мастило - інше. Приклад 1. Перед готуванням триботехнічної суміші, виПропонована суміш, що містить 25мас.% хрикористовуваної в технологічному середовищі, зотилу, 45мас.% серпентиніту, 8мас.% пірофіліту, здійснюють: селективний відбір мінеральної сиропо 3мас.% амфіболу та доломіту, 1мас.% тальку, вини ультрабазітових порід, відповідно: хризотилу, 15мас.% використали для обробки підшипників серпентиніту. Відбір - хризотилу Mg6[Si4O10](OH)8 насоса 10LNH.22.Pc.106 у суміші з мастилом Игп(Mg3Si2ПPО5(OH)4) здійснюють без домішок шпи30 з розрахунку 30г складу на 1кг мастила. нелей (Fе3ПРO4), когепита (Fе3С), брусита Обробку проводили в робочому режимі протя(MgFe)(OH)2; серпентиніту (Mg6{Si4O10}(OH)8)/ гом 4-х годин. Після обробки термін служби підшивідбирається без домішок. пників збільшився в 4 рази при температурі переСерпентиніт шаруватий силікат загальної фокачування рідини до 50°С. рмули Mg3Si2O5(OH)4, тальк шаруватий силікат Приклад 2. загальної формули Mg3Si4O10(OH)2. Пропонована суміш, що містить по 35мас.% Використовуваний у складі доломіт хризотилу серпентиніту, 8мас.% пірофіліту, по (CaMg(CO3)2 не має кварцу (Si2) і органіки. 3мас.% амфіболу та доломіту, 1мас.% тальку, В якості поверхнево-активної речовини (ПАР), 6мас.% ПАР, з дисперсністю 0,01-60мкм викориспереважно, використовують натрій азотистокислий тали для обробки компресора АКР-21. Для цього в (NaNO2), або натрій двовуглекислий (NаНСО3), штатне змащення вводили пропоновану суміш з або нікель азотнокислий {(Ni2(NО3)2 6Н2О}: натрій розрахунку 30г складу на 1кг змащення 1 приробазотистокислий (NaNO2) - ДСТ 4197-66; натрій лювали протягом 60 хвилин у робочому режимі. У двовуглекислий (NаНСО3) - ДСТ 4201-66; нікель результаті обробки збільшився тиск мастила в азотнокислий {(Ni2(NО3)2(6Н2О} - ДСТ 4055-66. системі змащення з 2,5 до 2,8кгс/см2, знизився В процесі селективного відбору мінеральної струм навантаження по фазах з 14,7А до 13,7А, сировини здійснюють збагачення мінералів традизменшилася вібрація компресора в цілому за раційно відомими методами шляхом очищення їх від хунок зменшення і перерозподілу віброшвидкості в домішок, у тому числі з використанням відмивання циліндропоршневій групі в середньому на 15%. у воді - хризотилу, обробки його 20%-ною оцтовою При підборі суміші нижче або вище, зазначекислотою для видалення брусита. Після збагаченних меж вхідних компонентів не утворюється безня зазначених мінералів їх сушать, попередньо перервна і рівномірна по товщині плівка покриття, подрібнюють, до заданої по процесу дисперсності що забезпечує зменшення коефіцієнта їхнього частинок, що становлять 80-90% у масі по кожнотертя, підвищення зносостійкості й збільшення му компоненту, що подрібнюється. Остаточне ресурсу вузлів і механізмів. здрібнювання мінеральних компонентів роблять Для оцінки ефективності противозносного андо дисперсності їхніх частинок 0,01-60мкм. Зментифрикційного складу проведені порівняльні вишення дисперсності частинок менш 0,1мкм недопробування. Триботехнічні випробування різних 7 19791 8 складів проводилися на машині тертя II 5018 меКоефіцієнт тертя визначався по моменту опотодом порівняння в режимі диск (Ст30, d=50мм, ру тертя. Зношування зразка (рухливого диска) В=12мм), по пластині (Ст30, В=10мм, H=8мм, визначався по втраті ваги, певної зважуванням до і L=20мм). Режим роботи: після випробування на аналітичних вагах з точніс- n=1600об/хв (v=4,19м/с), навантаження тю до 0,1мг. Р=200Н; Тривалість випробувань одного складу 30тис. n=700об/хв (v=l,83м/с), навантаження циклів. Результати випробувань представлені в Р=400Н. таблиці 1. Таблиця Антифрикційні та противозносні характеристики Режим (м/с/Н) Змащення МС-20+4% ГМТ МС-20+0,001% ПІАФ МС-20+0,01% ПІАФ МС-20+0,05% ПІАФ МС-20+0,001% ФІЛ МС-20+0,01% ФІЛ МС-20+0,05% ФІЛ 4/19/200 Зношування зразка, мг 1,90 1,30 1,35 1,40 1,20 1,25 1,30 Порівняльні випробування показують переваги пропонованої триботехнічної суміші «ФІЛ» у порівнянні з відомими триботехнічним складом «ПІАФ» у мастило по антифрикційним і противозносним властивостях кількості використовуваних складів по 0,001-0,05мас.%. Суміш, що пропонується, дозволяє не тільки Комп’ютерна верстка М. Мацело 1,83/400 Коеф.тертя 0,040 0,018 0,016 0,020 0,015 0,016 0,018 Зношування зразка, мг 5,2 2,6 2,5 2,7 2,1 2,2 2,3 Коеф. тертя 0,050 0,022 0,028 0,031 0,019 0,020 0,020 підвищити зносостійкість вузлів тертя, але створити ефект беззносного тертя з утворенням сервовитної плівки, що має товщину, розмірну, з величиною зношування деталей у процесі роботи, дозволяє також використати цю суміш для відновлення компресії двигунів внутрішнього згоряння без їхнього розбирання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601