СМАЗКА ДЛЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ УЗЛОВ ТРЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C10M169/04 C10M117/02 C10N30/06 

Изобретение относится к смазкам и может использоваться в качестве металлоплакирующего смазочного материала для снижения износа пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов и других тяжелонагруженных механизмов, используемых на железнодорожном транспорте.

Несмотря на многолетние и многочисленные исследования по повышению износостойкости сопряженных пар, работающих при высоких нагрузках, эта проблема и по настоящее время остается острой. В последние годы выяснено, что основной причиной износов рабочих поверхностей тяжелонагруженных узлов трения, и особенно подверженных атмосферному воздействию, является водородное изнашивание, образование и разрушающее воздействие которого ранее не учитывалось при разработке смазок. Материалы по водородному изнашиванию в настоящее время достаточно широко освещены в технической литературе, например Пашковский И.Э. «Технологические методы защиты деталей бытовых машин и оборудования сервиса от водородного изнашивания». Московский государственный университет сервиса. 2004 г., 234 с.

Используемые ранее смазки для тяжелонагруженных узлов, в которых в основном применялись соединения, содержащие элементы: серу, фосфор и хлор в качестве противозадирных присадок, проблемы повышения износостойкости деталей не решили.

Известна промышленно выпускаемая пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения ФИОЛ-2М, ТУ 38-10-1233-75, 1975, содержащая в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 11,5; антиокислительную присадку - 0,4; вязкостную присадку П-20-3,5; дисульфид молибдена - 2,0; остальное до 100 - масло. Однако в некоторых узлах трения с особьми условиями эксплуатации она не дала положительных результатов.

Была предложена смазка авт. св-во СССР №1027190, имеющая ту же основу, что и смазка ФИОЛ-2М, содержащая кроме дисульфида молибдена 2-4%, хромовокислый свинец 5-10%. Такая смазка оказалась совершенно непригодной, так как подвергалась сильному окислительному воздействию из-за наличия хромовокислого свинца.

В настоящее время для тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного транспорта с линейными контактами (колесо - рельс, зубчатые передачи редукторов) применяется пластичная смазка, описанная в патенте RU №2102442, выбранная в качестве прототипа, содержащая в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4-20; дисульфид молибдена - 0,1-3, продукт нитрованного масла АКОР-1 - 1,0, дифениламин - 1,0 и нефтяное масло до 100.

Общим ингредиентом в описанных выше смазках является дисульфид молибдена, определяющий в основном нагрузочную способность узлов трения. Снижение концентрации дисульфида молибдена в смазке ведет к потере ее смазочных свойств.

В одном из предпочтительных вариантов состава смазки, описанном в пат. RU №2102442 авторы снизили концентрацию MoS₂ до 0,1-0,9%, добавив противозадирную присадку ИХП - 14 М с концентрацией 1-5%, с целью экономической целесообразности из-за высокой стоимости MoS₂. Однако такая смазка в эксплуатации проявила низкую эффективность, привела к прогрессирующему износу рабочих поверхностей колесных пар подвижного состава, рельсов и частой смене деталей, сокращению ресурса тяжелонагруженных поверхностей трения.

Технической задачей данного изобретения является создание смазочного материала, используемого в железнодорожном транспорте, способного выдерживать высокие удельные нагрузки; обеспечить длительную работоспособность сопряженных пар от контактных усталостных повреждений, снижая износ пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов, защищая от водородного износа трущиеся детали и реализуя автокомпенсацию износа и повреждений.

Поставленная задача достигается тем, что смазка для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая литиевое мыло стеариновой кислоты и нефтяное масло, согласно изобретению дополнительно содержит металлоплакирующую присадку «Валена» при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты - 4-10; металлоплакирующая присадка «Валена» - 2-4; нефтяное масло - остальное.

В соответствии с изобретением предлагается смазочный материал на основе минерального масла, например веретенного масла АУ, и литиевого мыла стеариновой кислоты, содержащий в отличие от пластичной смазки-прототипа металлсодержащую маслорастворимую композицию - присадку «Валена» (патент RU №2277579), с заявленным соотношением компонентов, что обеспечивает образование на поверхности трения в местах фактического контакта защитной металлической пленки 1-2 мкм, снижающей износ и проникновение водорода и обладающей низким коэффициентом трения и высокой несущей способностью.

Металлсодержащая маслорастворимая композиция - присадка «Валена» содержит, мас.%: соль металла органической кислоты - 10-90, соль металла неорганической кислоты - 1,5-25, алифатический спирт - 3-55, ароматический амин - 1-8, эпоксидную смолу - 2-10, полимер сукцинимида - 2-8 и 2-иминозамещенное индолина - 0,5-6.

Изобретение включает три варианта опытной смазки для использования их в различных механизмах: гребнесмазывателях - «Пума - МГ»; путевых лубрикаторах - «Пума МЛ»; передвижных рельсосмазывателях «Пума - МР». Состав в масс.% приведен в табл.1.

Опытная смазка обладает большим преимуществом в сравнении со штатной смазкой; в ней отсутствует дорогостоящий компонент дисульфид молибдена, стоимость которого в несколько раз превышает стоимость одной присадки «Валена», содержащейся в опытной смазке.

Высокую эффективность показали опытные смазки при применении их в эксплуатации подвижного состава. При их использовании значительно уменьшается износ рельс и резко снижаются повреждения колес.

Результаты эксплуатационных испытаний опытных смазок за 2006 г. были проанализированы Департаментом локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» (табл.2).

Таблица 2Наименование изнашиваемых деталей, узлов и механизмов и их поврежденияСтепень снижения в (%) износа и повреждений при эксплуатации опытных смазокРельсы, износЗамена рельсов по сверхнормативному износу снизилась на 20Рельсы на кривых участках дороги, износзамена рельсов на 21Колеса вагонов Отцепочный ремонт вагонов по:
- тонкому гребню; износ
- кольцевым выработкам; износснизился на 15
снизился на 34Повреждения на поверхности катания:
- выщербины на ободе колеса
- остроконечный накат гребня
- вертикальный подрез гребня
- трещины обода и отколы обода колесаснизились на 10
снизился на 17
снизился на 27
снизились на 34

По технологичности использования опытных смазок отмечается следующее:

- фильтр тонкой очистки смазки не забивается;

- в зимний период смазки не требуют большой температуры нагрева при работе;

- консистенция смазок постоянная, что не требует их частого перемешивания;

- на боковую поверхность колеса смазки ложатся ровным слоем.

Использование: в различных тяжелонагруженных механизмах, используемых на железнодорожном транспорте. Сущность: смазка содержит в мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 4-10; металлоплакирующая присадка «Валена» 2-4; нефтяное масло - остальное. Технический результат - повышение удельных нагрузок, увеличение работоспособности пар трения колесо-рельс, тяговых редукторов локомотивов. 2 табл.

Смазка для тяжелонагруженных узлов трения, содержащая литиевое мыло стеариновой кислоты и нефтяное масло, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит металлоплакирующую присадку «Валена» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

литиевое мыло стеариновой кислоты4-10металлоплакирующая присадка «Валена»2-4нефтяное маслоостальное