Смазочная композиция Советский патент 1980 года по МПК C10M1/04 

I

Изобретение относится к свойствам смазочных материалов и может быть использовано в теплоэнергетике для смазывания и охлаждения подшипников и шеек валов высокотемпературных паро вых и газовых турбин.

Известны смазочные материалы на основе нефтяных масел, содержащие различные присадки, улучшающие эксплуатационные свойства этих материалов. К таким присадкам относятся ионол, повышающий термическую стабильность масла дипрокеамины, улучшающие деэмульгируюшие свойства масел, олеиновая кислота ij .

Однако указанные присадки не могут улучшить теплоотводящих свойств нефтяных, масел. Например для смазывания и охлаждения подшипников и шеек валов высокотемператур.ных турбомашин, требуются смазочные материалы с повышенной теплоемкостью.

Известны смазочные материалы на основе нефтяных масел. Для улучшения

их теплоотводящих свойств .введена диспергированная (в виде мельчайших капель) вода, теплоемкость которой в два раза выше теплоемкости р1ефтепродук- тов. К таким смазочным материалам относится водомасляная эмульсия 2j.

Недостатки этого смазочного материала - его повышенная коррозионная аг рессивность, интенсивная вспениваемость и испаряемость, недостаточные вязкость и маслянистость (т.е. собственно смазьшающая способность), что особенно проявляется при увеличенном впагосодержании такого масла. Для смазывания подшипников высокотемпературных, турбомашин необходимо масло, хотя и с повышенными теплоотводяшими свойствами, но без ухудшения других полезных качеств, свойственных нефтяным маслам.

Цель изобретения - улучигение теплоотводящи.х свойств смазочной композиции на основе нефтя юго масла.

Указанная цель достигается том, что смазочная композиция, содержащая нефтякое масло, дополнительно содержит Д-25об,% суспендированного нефтяного масла, охлажденного до температуры его застывания.

Таким образом, смазочная композиция это механическая смесь исходного жидкого масла и суспендированных в лем отвердевших вследствие охлаждения частиц (от 30 до 10О мкм) базового масла. (В дальнейшем эта смесь будет назьшаться суспензией).

На чертеже доказана схема приготовления суспензии для подшипника скольжения турбомашины.

Цапфа вала 1 расположёна внутри подшипника 2 скольжения и картера 3, гидравлически соединенного сливным маслопроводом 4 с баком 5 для приема отработанного масла.,

Насос б подает масло через маслоохладитель 7, где масло охлаждается от 6О°С до 35-40 0, и трубопровод 8 частично по пинии 9 на диспергирующее устройство 10, оборудованное распыливающей форсункой, встроенной в потолочной части осадительной колонны (заключенной в криогенную рубашку 11), частично по линии 12, подключенной к нижней придонной части осадительной коЛонны. Осадительная колонна заполнена воздухом и парами масла. Форсунка вначале приготовляет масляный туман, гидро-золь (частицы жидкого масла в парогазовой среде) затем, по мере осаждения и охлаждения/частицы масла застывают и в нижней части колонны образуется аэрозоль (смесь отвердевшах частиц масла в парогазовой среде). Наконец, застывшие частицы масла достигают придонного потока масла (поступающего по линии 12), смешиваются с ним, образуя суспензию, которая по безнапорному каналу 13 поступает к подшипнику.

Для получения суспензии подготавливают три смеси, содержащие каждая

2,16 и 25об.% суспендированных застывших при охлаждении частиц базового масла Ткп-22. .Каждую «Суспензию длительно (50-70 ч) проверяют в эксперименталь.ном гидродина тческом подшипнике скольжения с диаметром цилиндрической расточки 150 мм, шириной вкладыша 150 мм, относительным диаметральным зазором О,О013, при удельной нагрузке Юкг/сКГ

и частоте вращения вала 50О об/мин. Контрольные опыты проводят на чистом базовом масле Ткп-22. По микрофотографиям оценивают размеры частиц застывшего масла (ЗО-1ОО мкм).

В таблице приведены характеристики

суспензий.

3536,8 38,2 39,5

66,571,0 7577,0

66,561 298

3939,5 4039.4

-15 -15 -15

Безразмерный коэффициент нагружен0,79 ности подшипника 5458 6065 0,56О,58 О,61 0,6

1312,2 8,36,6 В табли Примечание. вые ин чениях соответ на схем Как видно из таблицы, энтальпия суспензии ниже, чем у исходного (известного) азового. масла. Оптимальная добавка застывших при охлаждении частиц находитсг; в пределах 2,0-25об.%, При концентрациях частиц более 25 об.% суспензия становится структурно неустойчивой (начинаетсякоагуляция и слияние частиц, быстрое И.Х осаждение), смазьшающая способность суспензии и грузоподъемность подшипника снижается. При концентрации частиц менее 2 об.% теплоотводящие свойства смазочного материала практически не улучшаются. В смазочном зазоре подшипника сус:пензия ведет себя подобно любому жидкому смазочному материалу, содержащему диспергированные примеси (эмульсии, смеси) при движении вдоль клинового зазора.образуется несущий гидродинамический слой, эффективность которого определяют динамической вязкостью смазочного материала (суспензии) и относительной скоростью скольжения поверхностей трения. Суспензия постепенно разогревается и суспендированные частицы расплавляютПродолжение таблады

О,8

0,78 О,81 дальше в тексте цифроы при буквенных обазнаметров t, L, |И , G ют нумерации элементов м чертеж). :ся. Однако, как показали эксперименты, суспензия все же остается устойчивой (т.е. не расплавляется полностью) в течение времени необходимого для прохождения ее вдоль рабочего зазора подшипника (доли секунды). Диспергированные частицы расплавляясь отбирают от масла и трущи.хся поверхностей тепло, которое отводят при глубоком охлаждении частиц (-15с ) и их замораживании, При этом интенсифицируются процессы теплоотвода в подшипнике. По сравнению с обьганым жидким маслом заданный расход суспензии способен Ьтвести большее количество тепла или, наоборот, при заданных, количествах отводимого тепла возможно сокращение, расхода суспензии. Безусловно, что и обычное жидкое масло может отвести повышенное количество тепла, но для этого потребуется глубокое охлаждение всего объема масла, связанное с резким возрастанием вязкости. Например, чтобы получить энтальпию жидкого масла Ткп-22 L 8 кДж/кг необ.ходимо охладить масло до 5 С; вязкость JU 25О10 - Па.с и