ТВЕРДОЕ СМАЗОЧНОЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 2003 года по МПК C10M141/06 C10M141/06 C10M125/24 C10M125/02 C10M125/22 C10M133/06 C10M107/32 C10N50/08 

Изобретение относится к области производства композиционных смазочных материалов и может быть использовано в качестве смазочных стержней для смазывания гребней колес железнодорожных локомотивов и боковых граней головки рельсов.

Известно твердое смазочное вещество, содержащее связующую основу в виде эпоксидно-диановой смолы, смешанной с порошкообразными антифрикционными твердыми наполнителями в виде графита и алюмосиликата (патент RU 2000315, С 10 М 169/04).

Данное твердое смазочное вещество, в виду отсутствия в нем достаточных и необходимых пластификаторов и при выполнении его в виде смазочного стержня для смазывания гребней колес железнодорожных локомотивов во время их движения, не обладает достаточной механической прочностью, необходимой в условиях интенсивных переменно-динамических ударных нагрузок при взаимодействии колеса локомотива с рельсом и при температурах окружающего воздуха ниже минус 20^oС. Кроме того, нанесение такого смазочного покрытия в консистентном состоянии на поверхность трения и последующая выдержка до отвердевшего состояния на протяжении 24 ч является непригодной технологией нанесения смазочного покрытия на гребни колес железнодорожных локомотивов во время их движения.

Известно твердое смазочное вещество, содержащее связующую основу в виде фенолформальдегидной смолы, смешанной с порошкообразными антифрикционными твердыми наполнителями в виде графита и/или дисульфида молибдена (патент RU 2072390, С 10 М 169/04).

Такое смазочное вещество, вследствие повышенного содержания в нем антифрикционных твердых наполнителей (50-75%) и пониженного содержания фенолформальдегидной смолы (5-20%) при выполнении вещества в виде смазочного стержня для смазывания гребней колес железнодорожных локомотивов во время их движения, также не обладает достаточной механической прочностью в условиях интенсивных ударных нагрузок при взаимодействии колеса с рельсом при температурах окружающего воздуха ниже минус 20^oС.

Техническим результатом заявленного твердого смазочного вещества является обеспечение достаточной и необходимой механической прочности при выполнении его в виде смазочного стержня и эксплуатации при температурах окружающего воздуха ниже минус 20^oС, а также обеспечение технологичности нанесения смазочного покрытия на гребни колес железнодорожных локомотивов во время их движения.

Указанный технический результат достигается тем, что твердое смазочное вещество, содержащее фенолформальдегидную смолу, смешанную с порошкообразными антифрикционными твердыми наполнителями в виде графита и/или дисульфида молибдена, оно дополнительно содержит ортофосфорную кислоту и триалкиламин в качестве пластификатора и ускорителя процесса полимеризации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 2,0-5,0
Дисульфид молибдена - 2,0-5,0
Ортофосфорная кислота - 1,5-2,0
Триалкиламин - 0,5-1,5
Фенолформальдегидная смола - Остальное до 100%
Предлагаемая смазочная композиция в сочетании с дополнительно введенными ортофосфорной кислотой и триалкиламином при изготовлении этой смазочной композиции в виде смазочных стержней для смазывания гребней колес железнодорожных локомотивов во время их движения позволяет повысить механическую прочность смазочных стержней при температурах окружающей среды до минус 50^oС при обеспечении необходимых антифрикционных свойств и технологичности нанесения смазочного покрытия на пару трения "колесо-рельс". Использование в предлагаемой смазочной композиции в качестве отвердителя ортофосфорной кислоты дополнительно позволяет фосфатировать металлические поверхности трения, что придает им улучшенные антикоррозионные свойства.

Предлагаемое твердое смазочное вещество приготовляется путем интенсивного механического смешивания в заявляемых количествах фенолформальдегидной смолы в виде раствора "Арзамит" по ТУ 6-05-1133-82, с порошкообразными графитовым препаратом марки С-1 по ТУ 112-08-4863-90, дисульфидом молибдена синтетическим по ТУ 1741-045-07621060-99, триалкиламином по ТУ 002.13-79 ЛУ. В приготовленную смесь добавляют при перемешивании отвердитель - ортофосфорную кислоту по ГОСТ 6552-80. Приготовленную однородную массу затем заливают в цилиндрические формы для образования смазочных стержней и выдерживают в течение 20 ч при температуре 60-65^oС до завершения процесса полимеризации. По окончании процесса полимеризации смазочной композиции формы вскрывают и готовые твердые смазочные стержни вынимают для использования в специальных гребнесмазывателях, в которых твердые смазочные стержни своим торцом прижимаются с заданным усилием к гребню колеса локомотива, при движении которого твердое смазочное вещество фрикционно переносится со смазочного стержня на гребень колеса локомотива, заполняя все шероховатости его поверхности и образуя достаточно прочно сцепленный с ним монослой твердого смазочного покрытия, избытки которого переносятся на головку рельса и с головки рельса на гребни колес, обработанных смазочными стержнями.

По указанной технологии были приготовлены экспериментальные образцы заявляемого твердого смазочного вещества (см. табл.1) для определения их триботехнических свойств. Для определения коэффициента трения и интенсивности изнашивания приготовленных смазочных стержней испытания образцов проводили на серийной машине трения СМТ-1. Испытания проводили в условиях, моделирующих взаимодействие смазочного стержня с гребнем колеса и гребня колеса с головкой рельса в режиме трения качения с продольным проскальзыванием (см. табл.2).

Механическую прочность на раздавливание стержней при различных температурах испытывали на гидравлическом прессе после предварительной выдержки стержней в течение 24 ч в муфельной печи в температурном интервале (минус 10-30^oС) (см. табл.3).

Как видно из данных, приведенных в табл.1 и 2, заявленные пределы процентного содержания компонентов предлагаемого твердого смазочного вещества позволяют обеспечить достаточные и необходимые антифрикционные свойства. При этом, как показали эксплуатационные испытания предлагаемого смазочного вещества, выполненного в виде смазочных стержней, установленных на локомотивах для смазки гребней колес во время движения локомотивов, эти смазочные стержни обладают достаточной механической прочностью, т.е. не крошатся и не ломаются при температуре до минус 50^oС, обеспечивается эффективный фрикционный перенос смазочного вещества со смазочного стержня на гребень колеса локомотива с образованием на нем прочного сцепления смазочного покрытия, которое, благодаря своей пластичности, также переносится на головку рельса и обратно с головки рельса на гребни колес, не обработанных смазочными стержнями, что позволяет защитить от износа одновременно и головку рельса и гребни колес локомотива.

Использование: для смазывания гребней колес железнодорожных локомотивов и боковых гребней головки рельсов. Состав содержит, мас.%: графит 2-5, дисульфид молибдена 2-5, ортофосфорная кислота 1,5-2,0, триалкиламин 0,5-1,5, фенолформальдегидная смола остальное до 100. Полимеризацию смеси проводят после разливки ее в формы заданных геометрических размеров для получения готовых к употреблению твердых смазочных стержней. Технический результат - повышение механической прочности при выполнении смазочного вещества в виде смазочного стержня и эксплуатации при температуре ниже минус 20^oС. 3 табл.

Твердое смазочное вещество, содержащее фенолформальдегидную смолу, смешанную с порошкообразным твердым наполнителем в виде графита и/или дисульфида молибдена, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ортофосфорную кислоту и триалкиламин в качестве пластификатора и ускорителя процесса полимеризации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 2,0-5,0
Дисульфид молибдена - 2,0-5,0
Ортофосфорная кислота - 1,5-2,0
Триалкиламин - 0,5-1,5
Фенолформальдегидная смола - Остальное до 100
причем для выполнения вещества в виде твердого смазочного стержня проводят полимеризацию смеси после разливки ее в формы заданных геометрических размеров.