РЕЛЬСОВАЯ СМАЗКА Российский патент 2002 года по МПК C10M169/02 C10M169/02 C10M101/02 C10M125/02 C10M117/02 C10M117/04 

Изобретение относится к области создания противоизносных рельсовых смазок и может быть использовано на железнодорожном и трамвайном транспортах, рельсовых погрузочных механизмах, рельсовых аттракционах и т.д.

Известна смазка "Рельсовая ЖР" по ТУ 32ЦТ553-83 (В.В. Синицин "Пластичные смазки в СССР", 2-е издание, М., Химия, 1984 г., с.126), содержащая, мас.%:
Na-Ca-мыло жирового гудрона - 6,0
Касторовое масло - 5,0
Саломас - 4,0
Графит - 6,0-7,0
Сера - 1,0
Озокерит - 2,0-3,0
Вода - 0,5
Свободная щелочь - 1,0
Смесь осевого-3 и индустриального И-5А масел в соотношении 73:5 - До 100
Недостатком данной смазки является ее низкая противоизносная эффективность и высокая стоимость.

Наиболее близкой является рельсовая смазка (патент России 2 152 429, С10М 169/04, 2000 г.) состава, мас.%:
Синтетический дисульфид молибдена - 0,5-2,0
Графит - 0,2-1,0
Полиизобутилен - 1,5-3,0
Солидол - 10,0-20,0
Дизельное или трансформаторное масло - До 100
Недостатком данной смазки является ее низкая противоизносная эффективность и высокая стоимость.

Предлагаемая рельсовая смазка содержит, мас.%:
Графит - 0,2-1,5
Стеарат лития или оксистеарат лития - 0,5-3,0
Донные отложения хранения нефтепродуктов - До 100
Основой этой смазки являются донные отложения хранения нефтепродуктов (донные отложения) на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. Эти отложения накапливаются на дне резервуаров и являются отходами производства.

Они представляют собой густую черную массу плотностью 0,965-0,986 г/см³, нерастворимую в воде и имеющую нейтральную среду.

Донные отложения характеризуются следующими свойствами: содержание воды - 3-17 мас.%; содержание механических примесей - 1-10 мас.%; содержание серы - 0,7-3,5 мас.%; температура вспышки в открытом тигле 110-140^oС; температура застывания 20-38^oС; вязкость В3-4 при 80^oС - 60-110 мм²/с; коксуемость - 0,05-0,30%; зольность 0,05-0,15%.

Эти отложения содержат смолы, асфальтены, многоядерные ароматические углеводороды, парафины, органические сернистые и азотистые соединения, полиэфиры и полиспирты и т.д.

Следует отметить, что средний размер частиц механических примесей находится на уровне 12-14 мкм, при этом содержание фракций до 1 мкм составляет 10-15%, а фракций 1-5 мкм - 35-45%. Такие мелкоизмельченные механические примеси являются антифрикционным компонентом смазки, а в сочетании с добавленным графитом и сернистыми соединениями донных отложений способствуют образованию поверхностной пленки, имеющей высокое сопротивление продавливанию, и обеспечивают низкий коэффициент трения сопряженных деталей: колесо - рельсы.

Высокие показатели донных отложений по температуре застывания и вязкости в сочетании с добавленным литийорганическим соединением обеспечивают работоспособность смазки в широком интервале температур, нагрузок и скоростей.

Большое значение имеет и наличие воды в донных отложениях, которая при низких температурах кристаллизуется и распределяется в смазке, поддерживая ее структуру, а при высоких температурах испаряется, увеличивая вязкость смазки, уменьшая их текучесть и удерживая смазку на трущихся поверхностях.

Использование донных отложений в качестве смазки снижает себестоимость смазки и расширяет сырьевую базу за счет использования отходов производства. Кроме того, это позволяет повысить экологичность нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, на которых раньше донные отложения смешивали с песком и вывозили в отвалы.

Смазку получают следующим образом. В смеситель, оборудованный мешалкой, помещают нужное количество донных отложений и при постоянном перемешивании нагревают до 80-85^oС. Затем туда подают соответствующее количество графита марки П, или ГС-4, или электротехнический С-1 и литийорганическое соединение. Перемешивание продолжают 4 ч, затем суспензия проходит через гомогенизатор, снабженный подающим шнеком и четырьмя перфорированными дисками. Далее готовая смазка поступает в бункер расфасовочной машины.

Смазку испытывали на четырехшариковом трибометре (ЧШМТ) по ГОСТ 9490-75.

Получение и свойства предлагаемой смазки иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1. Берем 97,5 кг донных отложений следующего качества:
Плотность, г/см³ - 0,972
Вязкость ВЗ-4 при 80^oС, мм²/с - 90
Температура застывания, ^oС - 27
Содержание воды, мас.% - 10
Содержание механических примесей, мас.% - 7
Содержание серы, мас.% - 2,8
помещают в смеситель, нагревают при постоянном перемешивании до 83^oС и вносят туда 1 кг графита марки П и 1,5 кг стеарата лития и перемешивают еще в течение 4 ч, затем смазку пропускают через гомогенизатор и далее направляют в бункер расфасовочной машины.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 2. Смазку получают по примеру 1 с той разницей, что при приготовлении используют 97 кг донных отложений, 1,0 кг графита марки ГС-4 и 2 кг оксистеарата лития, а температура перемешивания равна 80^oС.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 3. Смазку получают по примеру 1 с той разницей, что при приготовлении используют 96,8 кг донных отложений качества:
Плотность, г/см³ - 0,965
Вязкость ВЗ-4 при 80^oС, мм²/с - 110
Температура застывания, ^oС - 20
Содержание воды, мас.% - 17
Содержание механических примесей, мас.% - 8
Содержание серы, мас.% - 3,5
0,2 кг графита электротехнического С-1 и 3 кг стеарата лития, а температура перемешивания равна 85^oС.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 4. Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что при приготовлении используют 98 кг донных отложений качества:
Плотность, г/см³ - 0,986
Вязкость ВЗ-4 при 80^oС, мм²/с - 60
Температура застывания, ^oС - 38
Содержание воды, мас.% - 3,0
Содержание механических примесей, мас.% - 1,0
Содержание серы, мас.% - 0,7
1,5 кг графита и 0,5 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Примеры 5. Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что используют 97,2 кг донных отложений качества:
Плотность, г/см³ - 0,980
Вязкость ВЗ-4 при 80^oС, мм²/с - 75
Температура застывания, ^oС - 30
Содержание воды, мас.% - 15,2
Содержание механических примесей, мас.% - 10,0
Содержание серы, мас.% - 2,5
0,8 кг графита и 2 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 6 (сравнительный). Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что берут 96,9 кг донных отложений, 0,1 кг графита и 3 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 7 (сравнительный). Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что берут 97,3 кг донных отложений, 1,7 кг графита и 1 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 8 (сравнительный). Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что берут 98,6 кг донных отложений, 1 кг графита и 0,4 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 9 (сравнительный). Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что берут 95,8 кг донных отложений, 1 кг графита и 3,2 кг стеарата лития.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 10 (по прототипу). Смазку готовят по примеру 1 с той разницей, что берут 0,5 кг графита электротехнического марки С-1, 1,5 кг синтетического дисульфида молибдена, 2 кг полиизобутилена, 18 кг солидола и 78 кг дизельного масла.

Результаты испытания представлены в таблице.

Как видно из представленных данных, новая композиция обладает высокими противоизносными и противозадирными свойствами (пр.1-5). Однако эти свойства сохраняются только в пределах заявленного состава композиции.

Так, при снижении содержания графита и литийорганического соединения (пр. 6 и 8) диаметр износа пятна увеличивается, а критическая нагрузка и нагрузка сваривания уменьшаются. Увеличение содержания графита выше заявленного (пр. 7) не оправдано, так как улучшения характеристик не наблюдается. В случае увеличения содержания лития выше заявленного (пр.9) наблюдается резкое снижение Р_св.

Использование: на железнодорожном и трамвайном транспортах, рельсовых погрузочных механизмах, рельсовых аттракционах и т.д. Сущность: смазка содержит, мас. %: графит - 0,2-1,5; стеарат лития или оксистеарат лития - 0,5-3,0; донные отложения хранения нефтепродуктов - до 100. Технический результат - улучшение противоизносных и противозадирных свойств и повышение работоспособности смазки в широком интервале температур, нагрузок и скоростей. 1 табл.

Рельсовая смазка, содержащая графит, загуститель и масляную основу, отличающаяся тем, что в качестве загустителя она содержит стеарат лития или оксистеарат лития, а в качестве масляной основы - донные отложения хранения нефтепродуктов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 0,2 - 1,5
Стеарат лития или оксистеарат лития - 0,5 - 3,0
Донные отложения хранения нефтепродуктов - До 100и