Склад для обробки пар тертя
Номер патенту: 34768
Опубліковано: 15.06.2001
Автори: Александров Сергій Миколайович, Зозуля Сергій Леонідович, Зозуля Володимир Леонідович, Бузов Володимир Валентинович, Гамідов Ельмін Аббас-огли
Формула / Реферат
1. Состав для обработки пар трения, включающий оксиды металлов и неметаллов, отличающийся тем, что в качестве указанных оксидов он содержит продукты дегидратации гидратов с температурой удаления конституционной воды и разрушения кристаллической решетки в интервале 400-900°С, которые в устойчивой фазе содержат оксиды из ряда MgO, SiO2;, AL2O3, CaO, Fе2О3, К2О, Na2O.
2. Состав no п. l, отличающийся тем, что в качестве гидратов для получения продуктов дегидратации использованы природные минералы или их смеси или синтезированные гидраты.
3. Состав по п. 2, отличающийся тем, что продукты дегидратации природных минералов содержат 1-10 мас. % примесей, сопутствующих природным минералам.
Текст
1. Состав для обработки пар трения, включающий оксиды металлов и неметаллов, отличающийся тем, что в качестве указанных оксидов он содержит продукты дегидратации гидратов с температурой удаления конституционной воды и разрушения кристаллической решетки в интервале 400-900°С, которые в устойчивой фа зе содержат оксиды из ряда MgO, SiO2, Al2O 3, CaO, Fе2 О3, К2О, Na2 O. 2. Состав no п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидратов для получения продуктов дегидратации использованы природные минералы или их смеси, или синтезированные гидраты. 3. Состав по п. 2, отличающийся тем, что продукты дегидратации природных минералов содержат 1-10 мас. % примесей, сопутствующих природным минералам. (19) (21) 99073806 (22) 06.07.1999 (24) 15.06.2001 (46) 15.06.2001, Бюл. № 5, 2001 р. (72) Александров Сергій Миколайович, Бузов Володимир Валентинович, Гамідов Ельмін АббасОгли, Зозуля Володимир Леонідович, Зозуля Сергій Леонідович (73) АЛЕКСАНДРОВ СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, БУЗОВ ВОЛОДИ МИР ВАЛЕНТИНОВИЧ, Г АМІДОВ ЕЛЬМІН АББАС-ОГЛИ, ЗОЗУЛЯ ВОЛОДИ МИР ЛЕОНІДОВИЧ, ЗОЗУЛЯ СЕРГІЙ ЛЕОНІДОВИЧ (56) 1. Калманн Д. Смазки и родственные продукты. М., Химия, 1988, стр. 164-176. 2. Патент RU 2006707, F16C33/14, 03.07.92. 3. Авт. свид. СССР № 1377284, С10М 125/26, 20.02.86. 4. Патент RU 2057257, F16C33/14, 21.03.94. 5. Патент RU 2035636, F16C33/14, 07.07.93. 6. Патент RU 2016050, С10М125/04, 02.03.92. 7. RU 2059121 C1, 27.04.96 (прототип) 8. RU 2043393 C1, 10.09.95. 34768 понується здійснювати його механоакти вацію при температурі 40 - 100oС. Відомо також використання природного пірофіліту у якості антифрикційної й протизносної присадки до змащувальних матеріалів [3]. Передбачається, що абразивоподібні порошки вказаних складів здатні підви щити зносостійкість поверхонь, які труть ся. Однак, як показує практика, використання порошків вказаних складів у ряді випадків не дає бажаного результату, а призводить до прямо протилежного ефекту, який виявляється у підви щеному зносі поверхонь пар тертя. Відомо також використання суміші мінералів, яка містить у мас.%: SiO - 30 - 40, MgO - 20 - 35, Fe2O3 - 10 - 15, FeO - 4 - 6, Аl2О3 - 3 - 8, S - 2 - 6, супутні домішки - 5 - 30. Причому приробку здійснюють при температурі у мікрооб'ємах не менш 300oС. Підставою для отримання такого складу оксидів, на думку авторів, служить суміш природних мінералів у вигляді порошку з розмірами часток 0,01 -1,0 мкм, таких як серпентин, енстатіт, магнетіт, тальк, ільментіт, амфібол, самородна сірка, біотіт та петлантід [4]. У результаті використання вказаних мінералів у різноманітних пропорціях, певно у залежності від природних джерел сировини, відмічається утворення зверхміцної поверхні на деяких парах тертя та зменшення зносу. Відмічається факт можливості використання автомобіля тривалий час без змазки у "випробуваємих вузлах". Приблизно такого ж складу суміш серпентину, тальку, сірки, піротіну, енста тіту та фаяліту використана у др угому те хнічному рішенні [5]. Згідно цього технічного рішення, перед використанням суміші її обробляли сухим насиченим паром при температурі 110 - 115°С з метою зневоження та стабілізації її дисперсності. Такий прийом, на думку авторів, дозволив знизити коефіцієнт тертя та стабілізува ти дисперсність порошку. Відсутність конкретних цифр у описі відносно дисперсності, коефіцієнту тертя та інших свідчить про те, що отримуємі результати нестабільні. Крім того, ві домий змащувальний концентрат, який містить суміш гідрооксидів нікелю, цинку, міді, хрому при співвідношенні гідрооксидів у суміші із рахун ку на метал 1:1:1:1:1, олеїнову кислоту та змащувальний матеріал [6]. Як відмічено у описі, використання концентрату скоротшує час приробки пар тертя та зменшує знос у 1,5-2 рази. Однак, одержані результати не можна враховувати достатніми, так як коефіцієнт тертя залишається високим (не нижче 0,06), а використання олеїнової кислоти стає причиною корозійних явищ у вузлах тертя. Найбільш близьким за призначенням, технічною суттю та досягаємим результатом при використанні є склад для обробки пар тертя [7], який включає зневожений порошок, який у мас. % містить MgO - 39, SiO2 - 36, FeO, Fe2O3, Fе3 O4 -10, Al2O 3 - 3, РЗМ - 1,3, оксиди Mn, Ni, Co, Cu, Ті, Zr, Cr - 3,5, інші домішки - зайве. Та кий склад може забезпечити сировина будь-якого родовища природного серпентиніту. I хо ча при використанні пропонуємої суміші порошків відмічається підвищення на 3 % ККД та зниження температури редуктора на 7%, ні про які інші переваги припускаємої суміші й способу її ви користання не відмічено. Таким чином, слід відмітити, що факт впливу дрібнодисперсних порошків, виготовлених із різноманітних композицій на основі серпентиніту, на зносостійкість пар тертя є безсумлінним, однак, певно, ефект цей неста більний. У ряді випадків при використанні абразивоподібних порошків на основі серпентиніту ре зультат отримують протилежний. Відмічається, що зносостійкість не тільки не збільшується, а навпаки спостерігають помітний знос й не тільки у початковий період, коли він може підвищува тися у 5 - 6 раз у порівнянні з звичайним ефектом приробки. При цьому ефект зменшення коефіцієнту тер тя не надхо дить взагалі. Тому метою пропонуємого технічного рішення є отримання стабільного результа ту, який висловлюється у підвищенні твердості, зносостійкості, зменшенні коефіцієнту тертя, поліпшенні технікоексплуа таційних ха рактеристик машин та устаткування. В основу ви находу встановлена задача удосконалення складу для обробки пар тертя, який включає оксиди металів та неметалів, у якому, внаслідок використання в його складі продук тів дегідратації таких гідратів, які у стійкій фазі містять оксиди із ряду MgO, SiO2 , Аl2O 3, СаО, Fе2O 3, К 2О, Na2O, забезпечується утворення стійких нанодисперсних структур оксидів, мінімізуючих опір здвигу та площу контакту поверхонь пар тертя, та які переводять будь-який вид тертя у тертя котіння, та за рахунок цього досягається зміцнення поверхонь пар тертя, зниження коефіцієнту тертя та поліпшення експлуатаційно-технічних показників машин та механізмів. При використанні продуктів дегідратації синтезованих гідратів або природних мінералів, або суміші природних мінералів склад забезпечує досягнення очікуємих технічних показників при визначеному виборі гідратів відповідно матеріалам пар тертя. Однак використання гідратів оксидів вказаного ряду з до мішками їм супутніми у мас. % не більш 1-10 забезпечує зниження вартості кінцевого продукту, оскільки дозволяє знизити витрати на очистку природньої сировини. Поставлена задача вирішується тим, що відомий склад для обробки пар тертя, який включає оксиди металів та неметалів, згідно з винаходом містить їх як продукти дегідратації таких гідратів, які у стійкій фазі містять оксиди із ряду MgO, SiО2, Аl2O 3, Fе2О 3, CaO, K2 O, Na2O. Склад, згідно з винаходом, містить продукти дегідратації синтезованих гідратів. Склад, згідно з винаходом, містить продукти дегідратації природних мінералів або суміші природних мінералів з температурою виведення конституційної води та зруйнування кристалевої решітки у інтервалі 350 - 900°С. Склад, згідно з винаходом, містить у продуктах дегідратації природних мінералів домішки, супутні природним мінералам, у мас. % не більш 1 - 10. Відомі гідрати, які містять конституцій ну воду, які при нагріванні її втрачають із зруйнуванням кристалевої решітки. До них відносяться, наприклад, каолініт - Аl2О3×2SiO2×2H2 O (480 - 590°С), монотерміт 0,2 RO×Аl2 О3×3SiO2×1,5H2O (+0,5H2O) близький до каолініту та слюди (450 - 550oС), пірофілліт - Аl2O 3×4SiO2×H2O (580 - 800°С), мусковіт 2 34768 K2O×3Аl 2О3×6SiO 2.2H2O (750 - 850°С) - мінерал групи слюд, іліт - К < 1 Al 2[(Al,Si)4O 10 ].(OH)2×nН2О (500 - 650°С), зруйнування криста левої решітки при 840 - 900°С - гідрослюда, проміжне утворення між мусковітом та каолінітом, глауконіт К < 1 (Fe3+, Fe2+, Al,Mg)2-3 [Si3(Si,Al)O 10] . (OH) 2 х х nH2O (440 - 510oС) - мінерал з групи залізистих гідрослюд перемінного складу, зустрічається у осадочних породах у вигляді зернистих агрегатів, вермікуліт - (Mg,Fe)3 [(Al,Si)4O 10] .(OH)2.4H2 O (815 850°С) - мінерал із групи гідрослюд з перемінним хі мічним складом, серпентин - 3MgO . 2SiO2 х х 2Н2 O (700 - 800°С) - (хрізотіл, анти горіт) - природний асбестовий мінерал, Mg3[Si 4O11] . nH2O (800°С) - сепіоліт, продукт зміни серпентину, виведення конституційної води суп роводжується зруйнуванням кристалевої решітки та переходом сепіоліту у аморфний стан, 3MgO . 4SiO 2 . H2О (800 - 900°С) - тальк, утворюється у природі, тінкал Na2B4O7 . 10H2O(Na2O . 2В2 O3 . 10Н2O)(350 - 400°С) - природний мінерал [ Горшков B.C., Ти машев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущи х ве ществ. - М.: Высш.школа, 1981. - 335 с.]. Сировиною для отримання описаних вище гідратів можуть служити такі природні мінерали, як асбести, бентоніти, боксити, гли ни. Відомі також синтезовані гідрати з ряду MgO - SiO2 - H2O, NiO - SiO2 - Н2О та MgO - GeO2 - Н2О з серпентиновою структурою, у яких можливо використання іонів у якості іонів заміщення Mn2+, Zn2+, Со2+, Fe3+ та Ga3+ [ Delia M.Ro y, Rustum Roy. An experimental study of the formation and properties of synthetic serpenties and related layer silicate minerals. - College of Mineral Industries, The Pennsylvania State University, Contribution № 53-9, Oct. 13, 1953 ]. Однак раніш й сировина, й синтезовані гідрати розглядались раніш над усе як матеріал для керамічного, будівельного та паперового виробництва, а природні мінерали з точки зору отримання, наприклад, алюмінію та його поєднань. користовува ти для обробки пар тертя дегідратовані склади як синтезованих, так й природних мінералів, що забезпечує отримання не тільки стабільних, але й більш високих техніко-експлуа таційних характеристик. Пропонуєме технічне рішення промислово придатне, так як може бути використано у машинобудуванні для обробки вузлів тертя, а також при експлуа тації різноманітних механізмів та машин для продовження міжремонтного ресур су або протягом ремонтно-відновлювальних операцій. Перевірку роботоздатності пропонуємого складу здійснювали використовуючи, як синтезовані гідрати, так і природні мінерали. Природні мінерали попередньо піддавали очищенню від домішок у різних ступенях. У таблицях 1 та 2 наведений результат аналізу методом мас-спектрометрії домішок природних мінералів, отриманих із різноманітних джерел сировини. Як видно із таблиць 1 та 2, домішки природних мінералів містять іони металів, які можуть бути й у ск ладі саме природних структур. Для виготовлення складу для обробки пар тертя синтезовані гідрати й природні мінерали випалювали у м уфельній печі при температурах відповідних виведенню структурної води. Всі приклади конкретного виконання й результа ти використання складів згруповані у таблицях 3-5. У таблиці 3 наведений перелік гідратів, час та температура їх випалювання. Після дегідратації, отримані таким чином порошки змішува ли з технологічним середовищем та обробляли різноманітні вузли та механізми при експлуа таційних навантаженнях. У таблицях 4 та 5 показані основні результати ви користання різноманітних складів для обробки пар тертя машин та механізмів у відповідності з пропонуємим технічним рішенням. Як видно з таблиці 5, використання складів у відповідності з пропонуємим технічним рішенням забезпечує отримання стабільних результатів, які висловлюються у підвищенні твердості, зносостійкості, зменшенні коефіцієнту тертя, поліпшенні техніко-експлуа таційних характеристик машин та механізмів. Заявляєме технічне рішення принципово відрізняється від відомих тим, що пропонує ви Таблиця 1 Назва елементу Атомна маса Атомні % Вагові % Co 58.9 .094 .178 Nі Fe Мn 58.7 55.8 54.9 1.445 28.424 .375 2.735 51.160 .664 Сr 52.0 4.165 6.986 V Ті 50.9 47.9 .056 2.533 .092 3.913 Са 28.1 1.876 1.701 Аl Mg 27.0 24.3 .188 3.752 .163 2.941 O 16.0 57.092 29.465 100.00 100.00 Всього: 3 34768 Таблиця 2 Назва елементу Атомна маса Атомнi % Ваговi % Ni Fe 58.7 55.8 .190 2.151 .512 5.528 Mn 54.9 .190 .479 Cr Ті 52.0 47.9 .038 .047 .091 .105 Ca К 40.1 39.1 7.895 .028 14.579 .051 Сl S 35.4 32.1 .028 .011 .046 .017 P Si 31.0 28.1 .009 20.168 .014 26.099 Al 27.0 1.412 1.756 Mg 24.3 1.896 2/121 Na F O Всього: 23.0 19.0 16.0 .047 .019 65.869 100.00 .050 .017 48.535 100.00 Таблиця 3 Найменування гідрату, суміші гідратів Кількість доміш., % Температура дегідратації, оС Час, год. Зменшення ваги після дегідр.,% 1. Каолініт з домішками 8 - 10 480 - 590 5-2 12- 13 2. Серпентин з домішками 5-7 700 - 800 2 - 2,5 12 - 24 3. Тінкал (бура) Na2B4О7 . 10H2О(Na2O . 2В2О 3 . 10Н2О) 4. Мусковіт 1-2 350 - 400 1,0 16 - 24 0,5 - 2 750 - 850 1,0 16 - 20 1,5 - 2 815-850 1,0 16 - 20 1,5 - 2 700 - 800 2,0 12 - 24 . . . K2O 3Al2 О3 6SiO2 2H2O 5. Вермікуліт . (Mg,Fe)3 [(Al,Si)4O 10 ] (OH)2×4H2O 6. Cинте зований серпентин Таблиця 4 № Hайменування групи об'єктів дослідження Hайменування техно- № складу й кільлогічного середовища кість у суміші, г/л 1 Циліндро-поршнева група Мо торне масло, 10W30 №2 0,1 - 0,2 10 - 30 2 Компресори Mасло М8В1 № 2,6 0,1 - 5,0 10 - 30 3 Підшипники Літол-24 № 1,6 0,1 - 0,3 10 - 30 4 Редуктори Масло МС-20 №2 3,0 - 5,0 10 - 30 5 Колінвал-вкладиш Мо торне масло, 10W30 №2 0,1 - 0,2 10 - 30 6 Пари тертя досліджувальної машини Масло И-20А № 4-6 0,1 - 5,0 10 - 30 4 Дисперсність,нм 34768 Таблиця 5 № групи об'єктів дослідження Найменування техніко-експлуатаційних показників час досл., год. 1 100 200 4 6 інтенсивн.зно- пробіг,км зменш. зменш. вібрасу, г/год 10-7 витрат пації, разів лива, % 1000 5 коеф. тертя 100 2 3 твердість HRc 2000 5 - 20 15 - 20 270 - 280 3,5 390 - 410 100 390 - 410 0,006 0,008 0,006 0,008 2-5 0,0070,008 2-5 400 0,2 - 0,3 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 5 34768 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюComposition for the treatment of friction pairs
Автори англійськоюAleksandrov Serhii Mykolaiovych, Buzov Volodymyr Valentynovych, Hamidov Elmin Abbas-ohli, Zozulia Volodymyr Leonidovych, Zozulia Serhii Leonidovych
Назва патенту російськоюСостав для обработки пар трения
Автори російськоюАлександров Сергей Николаевич, Бузов Владимир Валентинович, Гамидов Эльмин Аббас-Оглы, Зозуля Владимир Леонидович, Зозуля Сергей Леонидович
МПК / Мітки
МПК: C10M 125/10
Мітки: склад, пар, обробки, тертя
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-34768-sklad-dlya-obrobki-par-tertya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Склад для обробки пар тертя</a>