Смазочная жидкость для гидроприводов горных машин Советский патент 1983 года по МПК C10M3/02 C10M3/14 

(54 1СНАЗОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГИДРОПРИВОДОВ ГОРНЫХ МАШИН

изобретение относится к сназочным материалам, применяемым для смаз1 и узлов трения насосных станций и гидрокрепей шахт. Известны промышленные рабочие жидкости длягидропривода горных машин с присадками ВНИИНП-117 и 59Ц t1 . Недостатком указанных pe( жидкостей являются низкие антифрикционные и противоизносные свойства. Кроме того, рабочие жидкости с прцс адками ВНИИНП-117 и 59Ц коррози-, онно агрессивны. Известна смазка на основе жидкого стекла для тяжелогруженных узл трения, которая представляет собс обычную композицию из жидкого стекла, т.е. водного раствора силиката натрия или силиката калия и одного из загустителей: альгинат натрия, к медь, силикат кальция, силикат магн определенной вязкости. Смазка обладает исключительно высокой нагрузом ной способностью. Смазывающее действие смазки объясняется образованием на поверхности трения в результате взаимодействия с жидким стеклом антифрикционной пленки, которая устойчива к температурным вспышкам в фрикционном контакте и не разрушается под действием больших контактных давлений 12 3 Недостаток указанной смазки заключается в том, что будучи приготовленной на основе водного раствора силикатов металла, даже при нормальной температуре из-за свободного испарения воды у нее быстро снижается вязкость, способность растекаться и смачивать труциеся поверхности, а со временем наступает отверждение. того, имея щелочную природу, она легко вызывает коррозию металлов и соответственно повышенный износ смачиваемых деталей. Наиболее близкой к предлагаемой по механизму смазочного действия 9 является смазка на основе жидкого стекла, состоящая из калиевого или натриевого жидкого стекла с добавкой до. 10% трехатомных спиртов (гли церин), как модификаторов структуры смазки, % мыл синтетических жирных кислот для понижения поверхности на тяжения стекла 1-2 ингибитора (дубильные вещества, фосфаты, нитриты) Смазка имеет высокую нагрузочную способность, а наличие ингибитора коррозии придает смазке улучшенные антикоррозионные и противоизносные свойства С 3 3Однако смазка этого состава из-з ,свободного испарения из нее гигроск пический влаги, так же подвержена быстрому высыханию и утрате способности растекаться и смачивать трущи ся поверхности. Целью изобретения является получ ние состава смазочной жидкости для смазывания узлов трения, который длительное время может сохранять стабильную вязкость, не высыхать, н разлагаться, не вызывать коррозию смачиваемых деталей, а также облада высокими антифрикционными и противо износными свойствами. Поставленная цель достигается те что смазочная жидкость для гидропри водов горных машин, содержащая натр евое жидкое стекло и глицерин, допо нительно содержит обессоленную воду при следующем соотношении компонентов, вес.%: ббессоленная вода25-30 Глицерин20-25 Натриевое жидкое стекло До 100 Смазочную жидкость приготовляют в следующем порядке. В основу смазочной жидкости - на триевое жидкое стекло вводят смесь предварительно смешанных глицерина обессоленной воды. Так .как жидкое стекло склонно к полимеризации, то за счет введения обессоленной,в частности дистиллированной, воды происходит разобщение коллоидных частиц кремнезема и процесс полимеризации не происходит. Применение обессоленной вода обусловлено двумя причинами. Соли, содержащиеся в технической воде, способствуют выпадению геля кремнез ма в осадок. Эти соли снижают анти4фрикционные и противоизносные свойства смазочной жидкости. Пример 1. Проводят испытания на машине трения МИ-Ж. В качестве образцов используют ролики из стали kS ( борированные ). Контрообразцы выполняют из стали «5 I нетермообработанные). Нормальная нагрузка на образцы составляет 22,5 кг. При этом фиксируют момент трения температуры смазки в объеме. Время работы 3 ч. В процессе испытаний проверены составы, состоящие из жидкого стекла с 30% содержанием как технической, так и дистиллированной воды. Результаты исследований приведены в табл.1. Проведенные исследования говорят о том, что наличие в технической воде солей при работе трущихся пар приводит к их выпадению и кристаллизации в активных точках поверхностной шероховатости. В этом случае кристаллизующаяся соль выступает в роли абразива, что и приводит к интенсифи-. кации износа и увеличению коэффициента трения. В связи с тем, что жидкое стекло без добавок воды при работе трущихся пар дает коэффициент трения 0,02, а при . введении обессоленной воды он повышается, проведены исследования по введению в состав жидкое стеклообессоленная вода ряда добавок, улучшающих антифрикционные и противоизносные свойства данной композиции. Лучшие результаты получены при добавке глицерина. Пример 2. С целью подбора оптимального состава смазочной жид-с кости по ранее описанной методике на машине трения проведены лабораторные испытания. В каждом эксперименте меняется процентное соотношение дистиллированной воды и глицерина.Мате риал образца сталь 5 (нетермообработанной),. материал контро разца сталь ШХ-15 (термообработанная ). Состав использованной смазочной жидкости представлен в табл.2. Результаты лабораторных испытаний по оптимизации смазочного состава приведены в табл.3 Как видно из результатов испытаний, наилучшие антифрикционные и противоизносные свойства дает состав 1, но он не стабилен по вязкостным свойствам,, происходит гелеобразование. Составы 3,,7 и 8 стабильны по .вязкости, но имеют низкие антифрикционные и противоизносные свойства. Лучшие результаты получены у составов 5 и 6. Следовательно, npoueHT ное соотношение этих составов можно использовать как граничные при дозировке оптимального составаv Пример 3 Для предлагаемой смазочной жидкости, а. также для известных ранее на основе жидкого стек ла 14 применяемЬй в настоящее время в гидроприводах горных машин, проведены сравнительные испытания на гидростанции типа СВ1, имеющую пластинчатый насос. Испытания проведены при давлении «О атм. Фиксирую температуру смазки. В объеме, момент трения и весовой износ пластин. Время работы гидростанции 100 ч. Результаты сравнительных иопытаНИИ приведены в табл.. Как видно из результатов испытаний известные смазочные составы неработоспособны следствие высыхания жидкого стекла. Это является закономерным, так как даже в спокойном (без перемешивания состоянии жидкое стекло полимеризуется с образованием геля кремнезема. Разработанная смазочная жидкость избавляет от явления полимеризации за счет введения обессоленной воды и глицерина, о чем говорят 100-часовые испытания ,и имеет хорошие антифрикционные и противоизносные свойства. Присутствие полимеризации такж невозможно за счет низкой температур смазочной жидкости в процессе трения При сравнении предлагаемой смазочной жидкости с применяющейся в настоящее время в горной промышленности эмульсией, состоящей из 35% воды и 5 присадки ВНИИНП-117, видно, что по антифрикционным свойствам предлагаеЖидкое стекло +30 0,07 2,2 6,3 30 технической воды

Жидкое стекло +30% 0,05 1,6 5,1 28 дистиллированной -воды мая жидкость лучше, чем эмульсия на основе присадки ВНИИНП-П. Износ образцов при работе на сравниваемых жидкостях у предлагаемой смазочной жидкости ниже, чем у эмульсии на основе присадки ВНИИНП-И7. Кроме того, данная смазочная жидкость в отличие от эмульсии на основе присадки ВНИИНП-117 является нетоксичной и не расслаивается. Исследования, проведенные по определению основного вида износа деталей, работающих на эмульсии с присадкой ВНИИНП-117, позволяют установить, что основным видом износа является коррозионно-механи- . ческий. При работе на предлагаемой смазочной жидкости этот вид износа отсутствует, так как жидкое стекло, является и ингибитором коррозии. Эксплуатационные испытания, проведенные на насосной станции на базе шестиплунжерного насоса высокого давх ния, позволяют установить, что износ плунжерных пар при работе на силикатной смазо.чной жидкости в 1,5-2 раза меньше, чем при работе на рабочей жидкости на основе присадки ВНИйНП-117 а время безаварийной работы насосной станции возрастает в два раза. Предлагаемая смазочная жидкость проста по приготовлению, обладает стабильной выязкостью, высокими антифрикционными и противойзносными свойствами, не вызывает коррозию металлов, нетоксична и взрывобезопасна. Применение данной смазочной жидкости в гидроприводах горных машин существенно повышает износостойкость, надежность и долговечность узлов трения, а также снижает сопротивлениё движению и потерю мощности в них. Таблица 1

Таблица 3

Смазочная жидкость согласно изобретению 100

Смазка состава ( 2 ) 100

10

Смазочная

жидкость (3 ) 100

Применяющаяся в горной промышленностиэмульсия на основе присад- ки ВНИИНП-117 100

Формула изобретения

Смазочная жидкость для гидроприводов горМ)1х машин, содержащая натриевое жидкое стекло и глицерин, от - jj ли чающаяся тем, что,с целью предотвращения высыхания и сохранения стабильной вязкости, жидкость дстолнительно содержит обессоленную воду при следующем соотнесении компонентов4о весД:

Обессоленная вода 25-30

Глицерин20-25

Натриевое жидкое

стеклоДо 100 4S

0,03 0,0230

21 26 21

О.О

0,02

0,11 0,0380

32

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

II слоев при трении.Трение и износ 1980, If Ц, с.126-136.

З. Вопросы теории трения износа и смазки. Сб.трудов Ковочеркасского политехнического института. Новочеркасск. 19б9,, т.215, c.i2- 9 (прототип).