Мастило для вузлів тертя промислового обладнання

Реферат: Мастило для вузлів тертя промислового обладнання включає базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтмориллоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'-метилен-біс-4-метил6-третбутилфенол. Воно додатково містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном. UA 74343 U (12) UA 74343 U UA 74343 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до антифрикційних мастил, призначених для змащування підшипників кочення або ковзання, а також інших вузлів тертя промислового обладнання, що експлуатуються в умовах високих температур, навантажень та агресивних середовищ. Відома низка антифрикційних мастил на нафтових оливах, загусником яких є прості та комплексні кальцієві, літієві чи алюмінієві солі вищих жирних кислот [1]. Однак, через недостатні високотемпературні, антиокиснювальні та антикорозійні властивості вони не можуть застосовуватися за жорстких умов експлуатації. Широкого розповсюдження у вузлах тертя важконавантажених валкових млинів та пресів, опорних роликів тунельних печей та сушарок, механічних домкратів та шарнірів підйомних кранів набули бентонітові мастила, що належать до тих, що не топляться, тобто не мають точки крапання, і завдяки цій властивості зберігають консистенцію та не витікають з вузлів тертя за високих температур. Загусником мастил є модифіковані органічними сполуками бентонітові глини, що складаються в основному зі смектитових мінералів: монтморилоніту, бейделліту, нонтроніту тощо. В Україні налагоджено випуск бентонітового мастила АЗМОЛ Бентол (ТУ У 23.2-00152365219:2006), що призначене для застосування у вузлах тертя обладнання підприємств цегляної, скляної, керамічної та цементної промисловостей [2]. Це мастило має високу верхню температурну межу застосування, добрі антиокиснювальні властивості, однак через недостатні змащувальні та захисні характеристики не виявляє необхідної працездатності в жорстких умовах експлуатації вузлів тертя. Найближчим за технічною суттю і складом до мастила, що заявляється, є мастило за патентом Китайської Народної Республіки [3], який і вибрано за прототип. Мастило-прототип базується на нафтовій оливі (80-95 %) і включає як загусник бентонітовий глинопорошок (520 %), присадки антикорозійні (1-4 %) та антиокислювальні (1-4 %), а також трибологічно активні похідні фосфорних кислот (1-3 %). Мастило вирізняється термічною і колоїдною стабільністю, мало змінює показник пенетрацї при підвищенні температури, проте за навантаженням зварювання, захисними властивостями недостатньо ефективне в умовах високих навантажень та агресивних середовищ, а через незадовільну біорозщеплюваність є екологічно небезпечним для навколишнього природного середовища. Технічною задачею корисної моделі є створення мастила, яке поєднувало б високі антиокиснювальні та об'ємно-механічні характеристики з підвищеними захисними і трибологічними властивостями за покращеної біорозщеплюваості, що дозволить застосовувати його як антифрикційне мастило в умовах високих температур, навантажень і агресивних середовищ при підвищенні екологічної безпечності. Поставлена задача вирішується створенням мастила, яке включає базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламоній-хлоридом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'-метилен-біс-4-метил6-третбутилфенол, яке відрізняється тим, що додатково містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном. При цьому необхідно дотримуватись наступного співвідношення компонентів, % мас: бентоніт на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном антиокислювальна присадка - 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол нафтова олива 45 50 6-15 3-10 0,5-2 до 100. Запропоноване мастило виготовляється за технологією, що складається з таких стадій: одержання бентонітового загусника шляхом модифікації поверхні глинистого мінералу монтморилоніту диметилдіоктадециламоній-хлоридом; нагрівання і механічного диспергування бентоніту в нафтовій оливі; уведення 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенолу; розчинення фосфолідину в нафтовій оливі і уведення одержаного розчину в мастилонапівфабрикат; охолодження та гомогенізація мастила. Більшість компонентів, які використовуються для виготовлення запропонованого мастила, випускаються промисловістю за діючою нормативно-технічною документацією. Фосфатидний концентрат (ФК) - продукт обезводнення у вакуумі (266 кПа) при 70-90 °C побічних продуктів від очищення олій (фуз, гідрофуз). Відповідно до ДСТУ 4526:2006 або ТУ 1 UA 74343 U 5 10 15 20 25 9146-203-00334534-97, це в'язка коричнева маса із суміші фосфатидів (40-60 %) і олії (39-57 %) із залишковою вологістю 1-3 %. До складу фосфатидів входять гліцеролфосфатиди, фосфатидилетаноламіни або кефаліни, фосфатидилхоліни або лецитини, амінокислоти, інозитфосфатиди тощо. Поверхневий натяг водної дисперсії ФК на межі поділу з повітрям - 34 мН/м, а на межі поділу дизельне паливо - вода - 9,8 мН/м. Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з N, N'-біс(2гідроксіетил)етилендіаміном за мольного співвідношення 1:2,6 і 165-180 °C. За фізичним станом фосфолідин - мастилоподібна темно-коричнева речовина з температурою текучості 27-29 °C; розчиняється у вуглеводнях. Кислотне число його не перевищує 20 мг КОН/г. Як 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол використовується присадка Агідол-2 (ТУ 38.101617). Технологія виготовлення бентонітового загусника методом катіонообміну у водному середовищі складається з наступних основних стадій [1]: приготування високодисперсної суспензії глинистого мінералу групи монтморилоніту, видобутого з Підліщанського родовища Черкаської області України, приготування розчину модифікатора диметилдіктадециламонійхлориду, модифікації поверхні глинистого мінералу, промивання, фільтрування, висушування бентоніту. Як дисперсійне середовище використовується нафтова олива із в'язкістю при 100 °C у 2 межах 18-28 мм /с. Застосування бентонітового загусника на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікованого диметилдіоктадециламонійхлоридом, та уведення до складу мастила фосфолідіну разом з відомими компонентами, при дотриманні запропонованого співвідношення всіх інгредієнтів дозволяє одержати новий продукт, який характеризується покращеними трибологічними та захисними характеристиками, підвищеною антиокиснювальною стабільністю, і є працездатним у вологих та агресивних середовищах при підвищених температурах. За описаною технологією з використанням товарних сировинних продуктів, відповідно до запропонованого рішення, виготовлені зразки мастила, склад яких наведено у табл. 1. Таблиця 1 Вміст компонентів у зразках мастила, що пропонується, % мас. Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 Найменування компонентів бентоніт з на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол нафтова олива 30 35 40 45 7,5 14,5 11,0 5,0 10,0 7,5 2,0 решта 0,5 решта 1 решта. Зразки мастила, що заявляється, випробувано у порівнянні з товарним мастилом АЗМОЛ Бентол та мастилом-прототипом, виготовленим на основі нафтової оливи із в'язкістю при 100 °C 2 19 мм /с (87 %), загущеної бентонітом фірми "Нико" (Франція), що виробляється під торговою маркою "Бентон-34" (10,0 %). Мастило-прототип містить пакет присадок, що включає діалкілдитіофосфат цинку (1 %) та інгібітори корозії (1 %) і окиснення (1 %). Зразки мастил досліджено лабораторними методами згідно з діючими стандартами і випробувано на спеціальних стендах. Захисні властивості мастил оцінювали в динамічних умовах на стенді "Динакоротест" (Кваліфікаційний метод оцінки пластичних мастил, затверджений рішенням Держкомісії № 23/191 від 01.03.82 p.), розраховуючи швидкість корозії металевих поверхонь підшипників кочення на основі визначених в заданих умовах експериментальних значень їхнього поляризаційного опору. Трибологічні характеристики мастил визначали на чотирикульковій машині тертя. Результати порівняльних випробувань мастил на стендах, що зведені в табл. 2, вказують на те, що уведення фосфолідину до складу мастила з відомими компонентами дозволяє одержати новий продукт, який характеризується покращеними трибологічними та захисними характеристиками, підвищеною термоокисною стабільністю (приріст кислотного числа за 150 °C), і є працездатним у вологих та агресивних середовищах при підвищених температурах. Отже, пластичне мастило з додатками рослинного походження за експлуатаційними й екологічними властивостями переважає як ринкові продукти [2], так і найкращі зарубіжні 2 UA 74343 U аналоги, до яких відноситься прототип [3], завдяки чому рекомендується до використання як високоефективне антифрикційне мастило у вологих і агресивних середовищах за високих температур і навантажень. Таблиця 2 Найменування показників, одиниця виміру Межа міцності при 20 °C, Па Трибологічні характеристики на ЧКМ, Н - навантаження критичне(Рк) Метод випробовування Мастило Мастило за пат. CN АЗМОЛ 101240208 Бентол А Мастило, що пропонується Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 ГОСТ 7143-73 380 520 300 480 420 ГОСТ 9490-75 980 657 784 980 921 1568 1470 1646 1646 1646 0,10 0,54 0,17 0,10 0,12 навантаження зварювання (Рз) Приріст кислотного числа, ГОСТ мг КОН/г (150 °C, 9 год.) 5734-76 Захисні властивості в УкрНДІНП динамічних умовах. "МАСМА", Швидкість корозії, "Динакоротест" мм/рік ДСТУ 4247Біорозщеплюваність, % 2003 1310 24,8 4 3,410 4 31,5 2,910 33,4 4 1,710 4 36,1 2,010 4 35,5 5 10 15 20 Джерела інформації: 1. Ищук Ю.Л. Состав, структура и свойства пластичных смазок. - К.: Наукова думка, 1996.148 с. 2. Любинин И.А., Железный Л.В. Состояние и перспективы производства высокоэффективных смазок в России и странах СНГ//Трение и смазка в машинах и механизмах.-2009. - № 6. - С.2-8. З.Пат. CN 101240208 А, КНР Preparation of high-performance bentonite lubricating grease/ Опубл. 02.06.2010. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Мастило для вузлів тертя промислового обладнання, яке включає базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'-метилен-біс-4-метил6-третбутилфенол, яке відрізняється тим, що додатково містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном, за наступного співвідношення інгредієнтів, % мас.: бентоніт на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом 6-15 фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном 3-10 присадка 2,2 '-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол 0,5-2,0 нафтова олива до 100. Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3