ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА ДЛЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ УЗЛОВ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК C10M169/06 C10M169/06 C10M117/00 C10M133/12 C10M143/00 C10M125/10 C10M107/10 C10M105/38 C10N30/06 

Изобретение относится к области создания пластичных смазок, работоспособных в узлах трения скольжения в широком диапазоне нагрузок и скоростей, в интервале температур от минус 60 до плюс 150^oС.

В настоящее время значительно возросли требования по работоспособности, предъявляемые к пластичным смазкам для подшипников скольжения. Смазки должны обеспечить длительный ресурс работы подшипников при нагрузках до 150 МПа. Для обеспечения длительного ресурса работы подшипников скольжения смазки должны обладать хорошими смазочными, антифрикционными и антикоррозионными свойствами, специфическими реологическими свойствами, обеспечивающими хорошую подпитку узлов трения и минимальные энергетические затраты на трение.

Известны пластичные смазки для узлов трения скольжения, соответствующие спецификациям США MIL-G-81827 и MIL-G-21164 С, Mobilgrease-29, фирмы "Mobil oil", Aeroshell-17, фирмы "Shell oil", Isoflex PDL 300 А, фирмы "Kluber Lubr" и др. (В.В.Синицын. Пластичные смазки за рубежом. М., Химия, 1983). Две первые смазки содержат загущенные гекторитовой глиной углеводородные синтетические масла, с добавкой не менее 5% дисульфида молибдена. Смазка Isoflex PDL 300 А является мыльной (литиевое или кальциевое мыло), также на синтетическом углеводородном масле.

У всех указанных смазок ресурс работы в узле трения при одноразовой заправке довольно низок, т. е. они требуют систематической подпитки узла трения.

Известна смазка (пат. РФ 2114161, кл.С 10 М 169/06), содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития - 4-7
Стеарат лития - 10-14
Диалкилдитиофосфат цинка - 4-6
Нитрованное масло - 1-1,5
Нефтяное масло с температурой застывания не выше 40^oС - Остальное
Смазка отличается невысокими низкотемпературными свойствами и не может применяться в низкотемпературных узлах трения скольжения современной авиационной техники.

Известна смазка (пат. РФ 2103331, кл. С 10 М 125/04) для тяжелонагруженных подшипников скольжения, содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития - 4,0-4,8
Дисульфид молибдена - 0,4-0,9
Бронзовая пудра - 6-8
Нефтяное масло - Остальное
Смазка характеризуется неудовлетворительными низко- и высокотемпературными свойствами, вытекает из узлов трения скольжения с высокими скоростями перемещения сопряженных деталей.

Известна смазка (пат. РФ 2030451, кл. С 10 М 169/04), содержащая, мас.%:
12-Оксистеарат лития - 3-5
Полиэтилен молекулярной массы 30000-50000 - 0,5-1,5
Полиизобутилен молекулярной массы 10000-20000 - 0,25-1,0
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-2
Продукт высокотемпературного сульфирования нефтяной фракции (с т.выкип. 240-320^oС) - 1,0-5,0
Дисульфид молибдена - 1,0-5,0
Диизооктиловый эфир себациновой кислоты - 1,0-5,0
Нефтяное масло - Остальное
Смазка отличается плохими высокотемпературными свойствами (низкой температурой каплепадения, низкой коллоидной стабильностью) и низкими прочностными свойствами.

Наиболее близок к заявляемому составу состав по авт. св. СССР 1549989, кл. С 10 М 159/04. Смазка содержит, мас.%:
Стеарат лития - 10-13
Дисульфид молибдена - 1-3
Дифениламин - 0,2-0,3
Нефтяная фракция, полученная после отгонки растворителя из рафината экстракции гудрона ацетоном - 0,01-0,1
Минеральное масло - Остальное
Недостатками состава, взятого в качестве прототипа, являются узкий температурный диапазон применения, а также недостаточная работоспособность в зоне трения скольжения. Реологические характеристики прототипа (предел прочности, эффективная вязкость) не соответствуют оптимальным для смазок, применяемых в узлах трения скольжения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание пластичной смазки, обладающей высокими антифрикционными, противоизносными и противозадирными свойствами в зоне трения в подшипниках скольжения, работающей в широком температурном диапазоне.

Поставленная задача достигается предложенным составом пластичной смазки для тяжелонагруженных узлов трения скольжения, в который входят углеводородное масло, стеарат лития и дифениламин. Состав смазки отличается тем, что в качестве углеводородного масла используют полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт, при 100^oС и смазка дополнительно содержит сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉, 12-оксистеарат лития, одновалентную окись меди (закись меди Сu₂О), и низкомолекулярный полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Стеарат лития - 5-12
12-Оксистеарат лития - 5-12
Одновалентная окись меди (закись меди, Сu₂О) - 5-10
Низкомолекулярный полиизобутилен - 0,2-3
Дифениламин - 0,1-1,0
Полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100^oС - 20-40
Сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ - Остальное
Заявленная пластичная смазка в качестве основы содержит углеводородное масло, в качестве которого используют синтетическое полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт, при 100^oС вместо минеральной углеводородной основы в виде нефтяной фракции, полученной после отгонки растворителя из рафината экстракции гудрона ацетоном, и минерального масла, и дополнительно содержит сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉. Смазка также содержит стеарат лития в качестве загущающего компонента и дифениламин в качестве антиокислителя, а также дополнительно содержит следующие компоненты:
1) второй загущающий компонент 12-оксистеарат лития;
2) одновалентную окись меди (закись меди, Сu₂О) в качестве антифрикционного и противоизносного компонента;
3) низкомолекулярный полиизобутилен в качестве адгезионной присадки.

Для получения смазки используют стеарат лития по СТП 38-316-78, 12-оксистеарат лития по СТП 019950-401-010-80, одновалентную окись меди (закись меди) по ТУ 6-09-765-85, низкомолекулярный полиизобутилен, в частности Октол-600 марки "Б", по ТУ 38.001179-74, дифениламин по ТУ 6-09-5467-90, сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ по ТУ 38-1011027-85, дифениламин по ТУ 6-09-5467-90. В качестве углеводородного масла используют полиальфаолефиновое масло (в том числе масло ПАОМ-5 по СТП 019950-401-061-97).

Предлагаемую смазку готовят смешением компонентов при нагревании до температуры 205-210^oС с последующей гомогенизацией полученного состава.

По вышеуказанной технологии приготовлены 6 образцов смазок, охватывающих весь спектр заявляемых концентраций (табл.1).

Исследованы следующие свойства изготовленных смазок (табл.2):
1. Температура каплепадения по ГОСТ 6793.

2. Предел прочности при сдвиге при 50^oС по ГОСТ 7143, метод Б.

3. Эффективная вязкость по ГОСТ 7163, при -50^oС и D=10 с^-1.

4. Коллоидная стабильность по ГОСТ 7142.

5. Смазывающие свойства на ЧШМ по ГОСТ 9490.

6. Трибохимическая стабильность на ПМТ по ОСТ 38.01416.

7. Работоспособность при трении скольжения на стенде 16Т-23-1 при 120^oС и нагрузке 500 кг.

Данные табл.2 показывают, что заявляемый состав пластичной смазки превосходит прототип по всем испытанным показателям, а именно по широте температурного диапазона применения (выше температура каплепадения, ниже эффективная вязкость), по уровню прочностных свойств (при трении в подшипниках скольжения оптимальным является уровень 100-200 Па), по смазывающим свойствам на ЧШМ, трибостабильности на ПМТ, а главное по работоспособности в зоне трения скольжения, определенной на стенде, имитирующем условия работы смазки в шарнирных подшипниках агрегатов шасси самолетов и систем поворота крыла.

Использование: в узлах трения скольжения в широком диапазоне нагрузок и скоростей, в интервале температур от минус 60 до плюс 150^oС. Сущность: состав содержит, мас.%: стеарат лития - 5-12; 12-оксистеарат лития - 5-12; одновалентная окись меди (закись меди, Cu₂O) - 5-10, низкомолекулярный полиизобутилен - 0,2-3; дифениламин - 0,1-1,0; поли-альфа-олефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100^oС - 20-40; сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ - остальное. Технический результат - расширение температурного диапазона применения, повышение прочностных и смазывающих свойств. 2 табл.

Пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения скольжения, содержащая углеводородное масло, стеарат лития, дифениламин, отличающаяся тем, что в качестве углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100°С и дополнительно содержит сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉, 12-оксистеарат лития, одновалентную окись меди (закись меди Cu₂O) и низкомолекулярный полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Стеарат лития 5-12

12-Оксистеарат лития 5-12

Одновалентная окись меди (закись меди, Cu₂O) 5-10

Низкомолекулярный полиизобутилен 0,2-3

Дифениламин 0,1-1,0

Полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100°С 20-40

Сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉ Остальное