Мастило для підшипникових вузлів гірничошахтного устаткування

Мастило для підшипникових вузлів гірничошахтного устаткування, яке містить мінеральну оливу, барієві комплексні мила, естоліди оксикислот фракції С10-С24, антиокисню вальну присадку, яке відрізняється тим, що до його складу вводиться додатково мідний порошок (розмір часток до 1 мкм), гліцерин, антранілова кислота при наступному співвідношенні, мас % Комплексне барієве мило кислот 17-40 бавовняної олії та оцтової кислоти Барієве мило синтетичних жирних 1 -6 кислот фракції С5-С12 2- 5 Естоліди оксикислот С10-С24 Антиокиснювальна присадка 0,5 - 1 ,0 Мідний порошок (розмір часток до 1 1 -5 мкм) Гліцерин 1 -3 Антранілова кислота 0,05 - 0 ,2 Мінеральна олива ДО 1 0 0 Передбачуваний винахід належить до виробництва пластичного мастила для різних вузлів тертя, працездатного в жорстких умовах - при великих контактних навантаженнях у широкому інтервалі температур, швидкостей, за наявності вологи і підвищеної запиленості Умови експлуатації гірничих машин висувають специфічні вимоги до мастильних матеріалів Середовище, в якому працюють гірничі машини, надзвичайно запилене абразивними частками, має високу вологість, насичене водяними краплями, що містять агресивні і поверхнево-активні сполуки Гірничі машини, що працюють, вкриті шаром вугілля або породи Це перешкоджає відведенню тепла від редукторів, створює значні коливання температури мастила і, отже, інтенсивний повітрообмін всередині корпусу редуктора при його остиганні, утруднює герметизацію масляних ванн редукторів і порушує роботу ущільнень [1] шкідливих сполук при контакті з цими продуктами, з деталями редуктора і водою [2] Додаткові вимоги до мастильних матеріалів для гірничих машин полягають у наданні ним прицрацьовувальних властивостей Для машин, які працюють у вугільному забої, потрібне мастило, що не вимагає заміни протягом усього міжремонтного терміну експлуатації і зберігає свої, як експлуатаційні, так і припрацьовувальні властивості Для вузлів тертя прничошахтового устаткування традиційно використовувались пластичні мастила солідол, мастило жирове 1-13 або графітне У останній час у зв'язку з появою нових мастил, асортимент мастил, що застосовуються, значно поширився Проте вони не в повній мірі задовольняють підвищені технічні вимоги, які висуваються до сучасних мастил, що працюють в умовах вуглевидобувних шахт Крім того, широкий асортимент істотно ускладнює ведення мастильного господарства [3] Метою винаходу є створення мастила для різноманітних вузлів прничошахтового устаткування Розроблюване мастило повинно мати високі антифрикційні та змащувальні властивості, добру адгезію до металевих поверхонь, невисоку випаровуваність, бути стійким до вимивання водою Відоме барієве мастило, до складу якого вхо Вплив мастила на роботу механізму має складний характер і залежить від виду тертя, його конкретних особливостей і властивостей самого мастила У зоні контакту зубців трансмісії мастило зазнає високих контактних напруг з амплітудою більше 2000мПа і періодом пульсації 10 5 С Мастило, крім того, повинно виконувати функцію теплоносія, видаляти продукти зношення, не виділяти СО о о со ю 53003 дить барієве мило синтетичних жирних кислот фракції С-іо-С-іб і С18-С26 (при їх молярному співвідношенні від 1 13 до 1 3) і оцтової кислоти та барієве мило синтетичних жирних кислот фракції С5-С9 з додаванням буровупльного воску Крім того, мастило містить мідний порошок, який дозволяє утворювати на поверхнях тертя металеву плакувальну плівку ( А с 1247413 "Пластичне мастило", від 1 07 86 ) Зазначене мастило забезпечує оптимальну шереховатість у перші хвилини роботи вузлів тертя, поліпшує якість поверхонь, які труться, і викликає нарощування в місцях контакту, що особливо важливо для деталей, які працюють в умовах періодичних вібрацій Проте, мастило має недостатню антиокиснювальну стабільність, нестабільність структури при зберіганні, в результаті чого погіршуються реологічні властивості, що призводить до зниження терміну служби підшипникових вузлів Серед описаних в літературі найбільш близьким до пропонованого винаходу за технічною сутністю є мастило, використовуване в автомобілебудуванні ( А с №469734 від 14 01 75р - прототип), яке має наступний склад, в мас , % [4] Комплексне барієве мило кислот 17-40 бавовняної олії та оптової кислоти Барієве мило синтетичних жирних 1-6 кислот фракції С5-С12 Естоліди оксикислот С10-С24 2-5 Антиокиснювальна присадка 0,5-1,0 Мінеральна олива до 100 Зазначене мастило відрізняється високими механічною і колоїдною стабільністю, ВОДОСТІЙКІСТЮ, комплексні барієві мила сприяють поліпшенню адгезійних властивостей Проте зазначене мастило має недостатньо високі змащувальні властивості, вібростійкість, що призводить до зниження якості поверхонь, які труться Поставлена мета досягається тим, що до складу мастила поряд з комплексним барієвим милом кислот бавовняної олії та оцтової кислоти, барієвих мил синтетичних жирних кислот фракції С5-С12, естолідами оксикислот С10-С24 антиокисшовальною присадкою, мінеральною оливою до складу мастила вводиться мідний порошок (розмір часток до 1мкм), антранілова кислота і гліцерин Мастило має наступний склад, мас, % Комплексне барієве, мило кислот бавовняної олії та оцтової кислоти 17-40 Барієве мило синтетичних жирних кислот фракції С5-С12 1-6 Естоліди ОКСИКИСЛОТ фракції С-юС24 2-5 Антиокиснювальна присадка 0,5-1,0 Мідний порошок (розмір часток до 1мкм) 1-5 Гліцерин 1-3 Антранілова кислота 0,05-0,2 Мінеральна олива до 100 Перевірка пропонованого мастила в натурних вузлах повнорозмірного стенда СНЦ-5 в умовах, наближених до шахтних, показала, що при використанні пропонованого мастила створюються умови для формування оптимального мікрорельєфу і прискореного припрацьовування поверхонь Було встановлено, що введення до складу ма стила мідного порошку в суміші з антраніловою кислотою дозволяє якісно поліпшати протизадиркові властивості Крім того, гліцерин, який є активною присадкою, стимулює і підтримує в стаціонарному режимі вибіркове перенесення, що призводить до зменшення тертя і зниження зношення, підвищення МІЦНОСТІ пластичної системи, внаслідок збільшення КІЛЬКОСТІ контактів у одиниці об'єму, в результаті чого поліпшуються структурномеханічні властивості мастила Комплексні барієві мила, які входять до складу пропонованого мастила, сприяють збільшенню температурного діапазону працездатності мастила, значному поліпшенню адгезійних властивостей Спільна кристалізація комплексних барієвих мил у суміші з високомолекулярними жирними кислотами, виділеними з бавовняної олії та оцтової кислоти підвищують МІЦНІСТЬ структурного каркаса мастила, що призводить до поліпшення реологічних і протизносних властивостей мастила, при цьому значно поліпшуються адгезшні властивості мастила Естоліди оксикислот С10-С24 стабілізують структурний каркас мастила Введення мідного порошку до мастила сприяє утворенню на поверхнях тертя плакувальної плівки Утворюючи тонкі мастильні шари мастило, що містить метал, модифікує поверхню тертя, запобігає безпосередньому и контакту, знижує силову і теплову напруженість фрикційного контакту, коефіцієнт тертя і зношення, а, отже, підвищує ДОВГОВІЧНІСТЬ та надійність деталей Антранілова кислота - пасиватор металів - утворює з металами каталітичні неактивні розчинні комплекси, наявність яких пояснює перенесення ІОНІВ МІДІ у вуглеводневому середовищі Мастило виготовляють за наступною технологією До реактора, оздобленого нижнім та боковим обігрівом, завантажують розрахункову КІЛЬКІСТЬ компонентів нафтової оливи, кислот бавовняної олії, естолідів 12-гидрооксистеариновсй" кислоти, синтетичних жирних кислот фракції С5-С12 Суміш нагрівають до 80-90°С до повного розплаву Потім охолоджують до 65-70°С та завантажують розраховану КІЛЬКІСТЬ оцтової кислоти та гідроксиду барію у вигляді водної суспензії Омилення провадять при температурі 95102°С до слабокислої реакції середовища Після завершення омилення температуру мильнооливної суміші підвищують до 210°С, після чого охолоджують до 90-95°С при постійному перемішуванні При цій температурі для стабілізації структури мастила в апарат додають воду в КІЛЬКОСТІ 1 % , потім повторно підвищують температуру до 140°С (для видалення надлишку води) При перемниуванщ мастило охолоджують до 90-100°С, додають антиокиснювальну присадку, гліцерин, антранілову кислоту Мастило ретельно перемішують і залишають для дозрівання Після охолодження до мастила додають мідний порошок (розмір часток менше 50мкм), антранілову кислоту, гліцерин Ретельно перемішують, гомогенізують і зливають в тару У таблиці 1 наведені приклади рецептур мастил, приготованих за вище описаною технологією 53003 Таблиця 1 № п/п Компоненти Комплексне барієве мило кислот бавовняної олії та оцтової кислоти Барієве мило синтетичних жирних кислот фракції С5-С12 Естоліди оксикислот фракції С10-С24 Антиокиснювальна присадка Мідний порошок (розміром до 1 мкм) Гліцерин Антранілова кислота Мінеральна олива 1 2 3 4 5 6 7 8 № рецептур 2 1 3 15 37 26 5 0,5 2 3 0,3 3 3 0,05 70,65 5 1,0 1 2 0,1 53,4 2 0,5 5 1 0,2 63,3 Одержані зразки характеризуються показниками (порівняно з прототипом) наведеннями в таблиці 2 Таблиця 2 N° п/п Найменування показників 1 2 Температура краплепадіння, °С Пенетрація при 25°С, мм/10 Межа МІЦНОСТІ на зсув, Па при 20°С при 50°С Механічна стабільність межа МІЦНОСТІ на зсув після руйнування на роликовому приладі "Шелл" протягом 4год,, при 20°С, Па Межа МІЦНОСТІ зруйнованого мастила при 20°С після 5 діб відпочинку, Па Мікропенетрація без перемішування мм/10 10 а) вихідного мастила б) мастила, витриманого протягом 14год при120°С Триболопчні характеристики на чотирикульковій машині при температурі 20 ±5°С - навантаження критичне Рк, Н (кгс) - навантаження зварювання Рзв, Н, (кгс) - індекс задирки В'язкість при -30°С і середньому градієнті швидкості деформації ЮС С(П) Корозійний вплив на метали сталь латунь 3 4 5 6 7 8 9 З даних наведених в таблиці 2, видно, що кращі властивості порівняно з прототипом має зразок №3 Пропоноване мастило витримує більш високі температури, при цьому краще утримується у вузлах тертя, шо характеризується показником межі МІЦНОСТІ вихідного мастила і мастила, зруйнованого на роликовому приладі "Шелл" протягом 4 годин Виготовлене мастило пройшло стендові випробування в умовах близьких до шахтних на повнорозмірному стенді СНЦ-5 У основу випробування покладений метод визначення зношення сполучених зубчатих коліс, залежно від мастила при однакових умовах навантаження У результаті випробувань виявилося» що термін служби пропонованого мастила в 3-5 разів перевищив нормативний тер №1 198 305 200 140 № зразків №2 230 200 600 400 №3 210 265 380 220 100 320 200 200-280 180 360 240 160-290 54 72 60 57 42 60 50 69 1120(112) 2240(224) 78,4 1260(126) 2240(224) 82,6 1120(112) 2000(200) 79,6 890(98) 1780(178) 58 378(3780) 500(5000) 450(4500) 490(4900) витрим витрим витрим витрим витрим витрим витрим витрим Прототип 210 272 250-450 150-250 мін служби раніше застосовуваного мастила Поверхні підшипникових вузлів, які труться, мають назношений вигляд за рахунок покриття мідною плівкою При використанні пропонованого мастила створюються умови для формування оптимального мікрорельєфу і прискорення припрацьовування поверхонь На мастило розроблена технічна документація, яка дозволяє розпочати випуск У промислових умовах було виготовлено 6 т мастила з використанням передбачуваного винаходу Промислові випробування проводились у шахтних умовах Мастило закладали у вузли ПІДШИПНИКІВ 3608, 7516, 7616 редуктора нагрібаючої частини породонавантажувальної машини І ПНБ-2 Вузол на мастилі, що випробовувалось, працював в умовах підвищеної запиленості і обводненості протягом З 53003 МІСЯЦІВ Оцінка якості відпрацьованого мастила проводилася, як візуально, так і шляхом періодичного відбору (періодичність - 2 рази на місяць) мастила з наступною перевіркою реологічних властивостей Норматив роботи використовуваного раніше мастила солідол у зазначених вузлах складає 126 машино-годин У результаті випробувань встановлено, що термін служби пропонованого мастила в тих же вузлах редуктора нагрібаючої частини породонавантажувальної машини І ПНБ-2, яка працює на горизонті 500м, склав 540-580 машиногодин За суб'єктивними оцінками обслуговуючого персоналу значно зменшилося нагрівання вузла Після перевірки реологічних властивостей відпра 8 цьованого мастила встановлено, що мастило зберегло свою експлуатаційну здатність Вважаємо це мастило нового покоління Джерела інформації 1 Сини цин В В Пластические смазки в СССР , М, «Химия», 1984 2 Гаркунов Д Н Триботехника, М , вМашшюстроение>\ 1985 3 Вдовиченко П Н , Губарев О С та ш Нове пластичне мастило для прничошахтового устаткування В кн "Мастильні матеріали", Бердянськ, 1997 4 А с №469734 від 14 01 75р "Пластичне мастило" ТУ 38 УРСР 201143-77 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24