Припрацьовувана композиція

Припрацьовувана композиція на основі суміші нафтових олив, що містить ЛІТІЄВІ мила стеаринової кислоти, високодисперсний дюксид кремнію, модифікований диметилдихлоросиланом (аеросилом), гліцерин, порошок МІДІ, олеїнову кислоту, феніл-В-нафтиламін, антранілову кислоту, яка відрізняється тим, що додатково містить борну кислоту, 1,2,3-бензотріазол і диспергатор при наступному співвідношенні компонентів, мас % літієве мило стеаринової кислоти 2-4 високодисперсний дюксид кремнію, модифікований диметилдихлоросиланом (аеросилом) 5-10 гліцерин 1-3 мідний порошок 3-5 (грубістю до 1 мкм ) олеїнова кислота 0,2 -1 феніл-В-нафтиламін 0,3 - 0,6 антранілова кислота 0,05 - 0,2 борна кислота 0,5-2,0 1,2,3-бензотріазол 0,05-0,3 диспергатор 1-3 нафтова олива (суміш нафтових олив з кінематичною вязкістю при 50°С 9-11 мм2/с і в'язкістю 150 -160 мм2/с (1 1)) до 100 Пропонований винахід належить до редукторних напіврідких мастил і припрацьовуваних складів Пропонована припрацьовувальна композиція може виконувати дві функції а) для припрацьовування сполучених деталей, б) як робоче напіврідке мастило Пропонований винахід може бути застосованим у машинобудуванні для припрацьовування деталей, зокрема, для припрацьовування кінематичних пар типу зубчатих, черв'ячних передач, у закритих зубчатих і черв'ячних передачах різного типу циліндричних, планетарних, мотор - редукторах загального призначення Як робоче напіврідке мастило, пропонована композиція може бути використана для високонавантажених підшипникових вузлів тертя, які працюють у специфічних умовах рухоколивання, що зумовлює зношення і руйнування доріжок і тіл кочення ПІДШИПНИКІВ у результаті розвитку корозії тертя в зонах контакту Процес припрацьовування має важливе практичне значення для відповідальних вузлів тертя, що лімітують тривалість і точність роботи механізмів і машин у цілому, а також для тих сполучень, які функціонують в умовах високих навантажень і швидкостей ковзання, температур, в агресивних газових середовищах при недостатньому підведенні мастила Процес припрацьовування характеризується докорінною зміною властивостей поверхневих шарів деталей, які труться, виникненням специфічних вторинних структур, що блокують поверхні чистих матеріалів від безпосереднього контакту, і отже виникнення пошкоджуваності Ця трансформація завершується стаціонарним процесом динамічної рівноваги, утворення і руйнування вторинних структур, що характеризують нормальне тертя [1] Для збільшення ДОВГОВІЧНОСТІ машин і механізмів необхідно скорочувати величину і тривалість припрацьовування Період припрацьовування або о (О 44609 ном, порошком МІДІ, олеїновою кислотою, феніл-Впочаткового зношення впливає на всю подальшу нафтил-аміном, антраніловою кислотою вводиться роботу вузла тертя або сполучення деталей маборна кислота, 1, 2, 3 - бензотріазол і диспергатор шин Наприклад, у текстильній промисловості на (краще ацетон) при наступному співвідношенні, якість пряжі, що виробляється на механічних прямас % дильних машинах типу ППМ-120АМ значно впливає нерівномірність обертання живильних і мотальних валів машин Припрацьовування є 1 Літієве мило стеаринової кислоневід'ємною частиною технологічного процесу вити 2-4 готовлення редукторів і складає за трудомісткістю Високодисперсний дюксид кремзначну и частину При існуючих режимах редуктонію, модифікований диметилдири повинні припрацьовуватись не менше ЗО годин [2,3] 5-Ю ВІДОМІ припрацьовувані склади на основі наф3 Гліцерин 1 -3 тової оливи з додаванням полімерних сполучень і 4 Мідний порошок (грубістю до 1 продуктів їх термоочищувальної деструкції, амінів, 3-5 мкм) парафіну, стеарину, гліцерину, порошкоподібної 5 Олеїнова кислота 0,2-1 сірки, сполук хрому, МІДІ, нікелю тощо Проте ВІДО6 Феніл - В- нафтиламш ,3-0,6 МІ склади недостатньо забезпечують зменшення 7 0,05Антранілова кислота зношення під час припрацьовування, а при вико0,2 ристанні полімерних сполук необхідна додаткова 8 Борна кислота 0.,5-2,0 технологічна операція з розчинення полімерних 9 1, 2, 3 - бензотріазол 0,,05-0,3 сполук, а також не забезпечують пластичної де10 Диспергатор 1 -3 формації поверхневих шарів матеріалу, що при11 Нафтова олива (суміш нафтових зводить до збільшення тривалості припрацьовуолив з кінематичною вязкістю вання і зниження якості поверхонь, які при 50°С 9 - 11мм2/с і в'язкісприпрацьовуються до 100 тю150-160мм 2 /с(1 1)) Серед описаних у літературі, найбільш близькою до заявленої є використовуване для припраВипробування пропонованої мастильної комцьовування в машинобудівній промисловості маспозиції в натурних вузлах показали, що застосутило за авт св № 932822 від 2 02 1982р вання її дозволяє значно скоротити час припра(прототип), що має наступний склад, в мас, % [4] цьовування, вона перевершує застосовувані оливи за ресурсом роботи в 2 - 3 рази, крім того, на відміну від олив, пропонована композиція не порушує , Літієве мило стеаринової герметичності прокладок шарнірів і не вимагає кислоти 2-5 доповнення на весь ресурс роботи ПІДШИПНИКІВ 2 Високодисперсний дюксид Було встановлено, що введення до складу кремнію, модифікований припрацьовуваної композиції 1, 2, З діхлорсиланом 5 -12 бензотріазолу, який становить собою дезактивао Мідний порошок тор металів, дозволяє уникнути можливого коро(грубістю < 50мк) 7-11 зійного впливу поверхонь, які змащуються 4 Гліцерин 1- З Припускається, що 1, 2, 3 - бензотріазол, як ін5 Олеїнова кислота 1- 2 гібітор корозії, ставить перешкоду між металічною 6 Феніл - В - нафтиламш 0,3 - 0,6 поверхнею і активними ХІМІЧНИМИ речовинами або 7 Антранілова кислота 0,05 - 0,2 нейтралізуючи кислоти, або утворюючи захисну 8 Мінеральна олива до 100 плівку Молекули плівки закріплюються на поверхПроте це мастило недостатньо забезпечує перехід від вихідної якості поверхні до и робочого стану, при цьому якість поверхонь, які труться, погіршується, тривалість припрацьовування значно збільшується, крім того мастила мають не досить високі змащувальні властивості протизносні і протизадиркові Одним з основних завдань є створення мастильної композиції, яка дає можливість - більш швидкого і легкого переходу від вихідної якості поверхонь до її робочого стану (процес припрацьовування), - забезпечити працездатність кулькових і рольових ПІДШИПНИКІВ кочення промислового обладнання в широкому інтервалі навантажень и швидкостей при температурах від -30°С до +120°С Поставлена мета досягається тим, що до складу мастила разом з ЛІТІЄВИМ МИЛОМ стеаринової кислоти, дюксидом кремнію, модифікованим диметилдихлорогсиланом (аеросилом), гліцери ні металу в результаті фізичної абсорбції або хімічної реакції При введенні до складу композиції борної кислоти, значно поліпшуються об'ємне механічні властивості продукту, що розробляється З борної кислоти в процесі виробництва припрацьовуваної композиції (при термообробці) утворюється тетраборат ЛІТІЮ, ЯКИЙ ЗІ стеаратом ЛІТІЮ утворює комплекс, що надає стабілізуючої дії на структурний каркас мастила Введення диспергатора дозволяє запобігти перетворенню агломератів дрібних часток, що містяться в композиції (аеросилу, мідного порошку, мила), на крупні Як диспергатор можуть бути використані ацетон, ацетонітрил Крім перерахованого позитивного впливу додатків, що вводяться, на функціональні властивості припрацьовуваної композиції при спільному використанні вони виявляють синергетичну дію, що сприяє скороченню часу припрацьовування і поліпшенню якості припрацьовуваних поверхонь Технологія виготовлення композиції проста і не вимагає складного апаратурного оформлення Композицію одержують наступним чином до варника, забезпеченого нижнім і боковим обігрівом, завантажують 1/2 розрахункової КІЛЬКОСТІ нафтової оливи і необхідну КІЛЬКІСТЬ стеаринової кислоти Суміш підігрівають Омилення проводять водним розчином гідроокису ЛІТІЮ при температурі 95 - 102°С Після завершення омилення проводять зневоднення суміші шляхом поступового підвищення температури до 110°С і вище при безперервному перемішуванні доводять температуру суміші до 200 - 205°С до досягнення однорідного розплаву мила в оливі Після проведення термообробки додають решту КІЛЬКОСТІ нафтової оливи, при цьому температура в апараті знижується до 185 - 175°С Реакційну суміш витримують при температурі № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44609 205°С протягом півгодини з метою формування структурного каркаса При температурі суміші 160°С вводять необхідну КІЛЬКІСТЬ феніл-В-нафтил-амшу, при температурі 90 - 100°С вводять розрахункову КІЛЬКІСТЬ високодисперсного диоксиду кремнію, модифікованого диметилдихлорсиланом і диспергатора та після інтенсивного перемішування напівфабрикат зливають Після охолодження до температури 25 30°С до композиції додають мідний порошок (грубістю до < 50мм), гліцерин, олеїнову кислоту, борну кислоту, 1, 2, 3-бензотріазолу Суміш гомогенізують до однорідного стану За наведеною технологією виготовлені припрацьовувані композиції наступних складів, наведені в таблиці 1 Компоненти Літієве мило стеаринової кислоти Високодисперсний дюксид кремнію, модифікований диметилдихлорсиланом (аеросил) Гліцерин Мідний порошок (грубістю до 1 мкм) Олеїнова кислота Феніл - В - нафтиламш Антранілова кислота Борна кислота 1, 2, 3 - бензотріазол Диспергатор Нафтова олива (суміш нафтових олив з кінематичною в'язкістю при 50°С 9-11 мм2/с і 150 -160мм2/с (1 1 вага) Одержані зразки припрацьовуваної композиції характеризуються наступними показ Зразок 1 (% мас) 3 Зразок 2 (% мас) 4 Таблиця 1 Зразок 3 (% мас) 2 7 5 10 1 4 1 0,6 0,05 0,5 0,3 3 3 5 0,5 0,5 0,1 1,0 0,2 2 2 3 0,2 0,3 0,2 2,0 0,05 1 79,55 78,7 79,25 никами (порівняно з прототипом) Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 Найменування показників Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 Прототип Температура краплепадіння, °С Пенетрація при 25°С мм/10 Триболопчні характеристики на чотирикульковий машині при температурі -20 ± 5°С - навантаження зварювання, Рсв, Н, (кгс) -навантаження критичне Рк, Н, (кгс) -узагальнений показник зношення В'язкість при -30°С і середньому градієнті швидкості деформації 10с \ Па*С, (П) Корозійний вплив на пластинці з МІДІ 158 430 156 410 160 400 160 280 1120(112) 1260(126) 1120(112) 890(89) 2240(224) 45,2 2240(224) 48,5 2000(200) 43,8 1780(178) 39,7 423(4230) 450(4500) 495(4950) 525(5250) витрим витрим витрим витрим Дослідження процесу припрацьовування редукторів з використанням пропонованої композиції (зразки 1 - 3) щодо порівняння з прототипом проводилося на спеціально сконструйованому стенді Режими випробувань приймалися близькими до режимів припрацьовування на заводі — виробнику пневмопрядильних машин - частота обертання вихідного вала - 724 хв \ -частота обертання вхідного вала - 2185 хв \ Припрацьовування редукторів проводилося при наступних значеннях навантажувальних моментів на вихідному валу 18Н*м, 28Н*м, 85Н*м, У міру припрацьовування редуктора момент на валу збільшувався Оцінювання ступеню при працьовування проводилось за зміною в процесі тертя - властивостей поверхневих шарів - мікрогеометрм (шорсткості), яка впливає на величину сили тертя, - коефіцієнта тертя при поступовому навантаженні до заданого значення нормального навантаження, - нерівномірності обертання вихідного вала редуктора, Фіксувалися - навантажувальний момент, -температури, - час припрацьовування 8 44609 Шорсткість поверхні визначали на профілоМастило, що випробувалося, відпрацювало графі - профілометрі Через кожен час роботи степовний для застосовуваних ПІДШИПНИКІВ ресурс нда вимірювалась нерівномірність обертання вихі(1000г) практично без підживлення зони тертя дного вала редуктора Дослідження фізико-хімічних властивостей мастила після проведення ресурсних випробувань покаПроведені стендові випробування виготовлезали, що вона перебуває в працездатному стані них зразків пропонованої припрацьовуванної комДОСЛІДНІ зразки мастила оптимальні за реологічпозиції порівняно з мастилом-прототипом свідчать ними характеристиками для забезпечення кращопро добрі припрацьовувальні властивості пропого підживлення зони контакту ПІДШИПНИКІВ, ЩО нованої композиції Таким чином при припрацьопрацюють в умовах руху кочення вуванні редуктора з використанням мастила - прототипу вже при навантажувальному моменті 54Н*м На підставі результатів проведених випробуна поверхні зубців видно сліди задирок У разі вивань пропонована припрацьовуванна композиція користання пропонованої припрацьовувальної може бути використана композиції навіть при моменті тертя, що дорівнює - в різних галузях для припрацьовування кіне85Н*м поверхня зубців залишалася неушкоджематичних пар типу зубчатих, черв' ячних передач, ною - як універсальний змащувальний засіб для різних видів ПІДШИПНИКІВ промислового обладнання Формування плями-контакту при використовув широкому інтервалі навантажень і швидкостей ванні пропонованої припрацьовуванної композиції при температурах від -30°С до +120°С відбувається в 4, 5 рази швидше, ніж при припрацьовуванні зубчатих коліс у мастилі - прототипі Джерела інформації Середня висота мікронерівностей порівняно з 1 Іщук Ю Л Склад, структура і властивості вихідною знизилася пластичних мастил -Київ "Наукова думка", 1996 - за 7 годин при використанні пропонованої 2 Худих М І Експлуатаційна надійність і ДОВприпрацьовувальної композиції, ГОВІЧНІСТЬ обладнання текстильних підприємств Москва "Легкая индустрия", 1980 - за ЗО годин припрацьовування при використанні мастила - прототипу 3 Гурєєв А А , Фукс І Г, Лашхі В Л Хімотолопя -Москва "Химия", 1986 Випробування пропонованого мастила як робочого напіврідкого мастила в натурних вузлах 4 А с № 932822 "Пластичні мастила" від показали, що вона значно переважає застосову02 02 82 (ТУ 38 УССР 20119 - 80) вані оливи за ресурсом роботи в 2 - 3 рази ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових,15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90