Пластичная смазка

 

Использование: в контактах металл-резина для снижения коэффициента трения. Сущность изобретения: пластичная смазка содержит, мас.%: литиевое мыло высшей жирной кислоты 10 - 17; дибутилфталат 4 - 7; глицерин 3 - 5; смесь нефтяного глубоко депарафинизированного масла и полиэтилсилоксановой жидкости (соотношение 1 : 0,9 - 1,6) - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным для снижения коэффициента трения в контактах металл-резина и может быть использовано в железнодорожном транспорте, в частности, для смазывания тормозных цилиндров и воздухораспределителей тормозных систем подвижного состава железнодорожного транспорта, цилиндров пневмоприводов токоприемников электроподвижного состава и т.п.

Указанные и конструктивно подобные им пневматические узлы эксплуатируются в довольно жестких условиях, обусловленных тем, что воздух для работы забирается из окружающей среды, разнообразие же погодных условий даже во время одного пробега железнодорожного состава (например, Сочи-Воркута) вызывает необходимость использования в этих узлах трения смазок, работоспособных во всем интервале возможных изменений температуры и относительной влажности воздуха, т.е. в интервале от -60 до +50^оС и 10 100 соответственно.

Известны промышленно выпускаемые пластичные смазки, предназначенные для указанных узлов трения, которые обеспечивают возможность их эксплуатации при температурах от -60 до +50^оС. К ним относятся: смазка ЖТ-72 (ТУ 38 101345-77) и смазка ЖТ-79Л (ТУ 32ЦТ 1176-83) [1] Смазка ЖТ-72 представляет собой полиэтилсилоксановую жидкость 132-24, загущенную комплексным кальциевым мылом стеариновой и уксусной кислот. Смазка содержит дифениламин (антиокислительную присадку) и пластификатор дибутилфталат. Как и все пластичные смазки на основе полиэтилсилоксановых жидкостей смазка ЖТ-72 имеет низкие противоизносные свойства, что вкупе с дефицитностью полиэтилсилоксановых жидкостей обусловило необходимсть ее замены более совершенной смазкой, которой и стала пластичная смазка ЖТ-79Л, принятая в качестве ближайшего аналога патентуемой смазки.

Пластичная смазка ЖТ-79Л содержит, мас. литиевое мыло высшей жирной кислоты (стеарат лития) 12; дифениламин 0,5; дибутилфталат 11; смесь изопарафинового масла (ИПМ) и полиэтилсилоксановой жидкости 132-24 в соотношении 1,5 1 до 100.

Опыт эксплуатации известных пластичных смазок указанного назначения выявил их недостатки, связанные с особенностями эксплуатации систем, для смазывания которых они предназначены. Так, воздух при заборе его в тормозную пневмосистему подвергается резкому сжатию до 0,9 МПа; в условиях высокой относительной влажности окружающего воздуха таковое сжатие его сопровождается выделением водного конденсата, который накапливается в тормозном оборудовании. Зимой при отрицательных температурах конденсат замерзает и образует на стенках цилиндров пневмоприводов "бляшки" льда. При перемещении поршня по цилиндру эти бляшки попадают под резиновую уплотнительную манжету, что приводит к нарушению герметичности тормозного прибора, перерасходу воздуха, а в наиболее тяжелых случаях к изменению времени торможения и длины тормозного пути, т.е. к нарушению безопасности движения поездов. Попытки устранить образование ледяных бляшек путем осушки забираемого в тормозную пневмосистему воздуха оказались не эффективными: ледяные бляшки все равно образовывались, только медленнее.

Предлагаемая смазка при работе зимой предотвращает влияние образующегося в тормозных приборах льда на процесс торможения, что является новым техническим результатом.

В соответствии с изобретением предлагается пластичная смазка, содержащая, мас. литиевое мыло высшей жирной кислоты 10-17; дибутилфталат 4-7; глицерин 3-5; смесь масла базового нефтяного глубоко депарафинированного и полиэтилсилоксановой жидкости в массовом соотношении 1: (0,9-1,6) до 100.

Общими признаками заявленной пластичной смазки с ее ближайшим аналогом являются назначения объектов (что отражено в названии изобретения) и следующие признаки, характеризующие их состав; обе смазки загущены литиевым мылом высшей жирной кислоты и содержат дибутилфталат, дисперсионную среду обеих смазок можно охарактеризовать как смесь низкозастывающего углеводородного масла с полиэтилсилоксановой жидкостью.

В отличие от ближайшего аналога в качестве дисперсионной среды пластичная смазка содержит смесь масла базового нефтяного глубоко депарафинированного и полиэтилсилоксановой жидкости в массовом соотношении 1:(0,9-1,6), дополнительно смазка содержит глицерин, отличается также заявленная пластичная смазка приведенным соотношением компонентов.

Пластичная смазка в соответствии с изобретением может быть приготовлена общеизвестным для специалистов в области технологии пластичных смазок способом [2] В процессе приготовления пластичной смазки целесообразно использовать промышленно выпускаемые продукты: масло МВП (ГОСТ 1805-81) или масло АУ (ТУ 38 301-20-23-90), полиэтилсилоксановую жидкость марок 132-24 и 132-25 (ТУ 10345-82), оксид лития (ГОСТ 15171-78), стеариновую кислоту стеарин технический, ГОСТ 6484-77), дибутилфталат (ДБФ, ГОСТ 8728-77), глицерин (ГОСТ 6823-77). Смазка может также содержать помимо указанных необходимых компонентов различные функциональные добавки, не влияющие существенно на показатели, определяющие ее назначение или новые технические свойства; к таковым компонентам, в частности, относятся антиоксиданты, например дифениламин, антистарители резины, например Неозон Д, красители-маркеры и т.п.

Сущность изобретения проиллюстрирована приведенными примерами.

В реактор-мешалку с внешним обогревом загружают расчетное количество водного раствора оксида лития, жирных кислот и 1/3 положенной по рецептуре масляной основы. При перемешивании повышают температуру до расплавления омыляемого сырья, проводят омыление (окончание которого фиксируют по прекращению выпаривания воды), повышают температуру до расплавления мыла (обычно до 200 210^оС), подают оставшуюся часть (2/3) масляной основы, охлаждают продукты до 120^оС, вводят расчетное количество глицерина, охлаждают реактор до комнатной температуры, вводят расчетное количество дибутилфталата и гомогенизируют полученную пластичную смазку. В соответствии с приведенной технологией готовят ряд образцов пластичной смазки, рецептура приготовленных образцов приведена в табл.1. Там же приведена рецептура ближайшего аналога (1).

Образцы смазок подвергают следующим испытаниям.

1. Способность смазки обеспечивать работоспособность оборудования при температуре до минус 60^оС определяют по значению динамической вязкости при этой температуре по ГОСТ 7163-63. Смазку считают прошедшей испытание, если динамическая вязкость (V) не превышает 800 Па с. Результаты приведены в табл.2.

2. Определяют пригодность смазки для работы в контакте с резиной (ее способность не вызывать повышенного набухания резины при контакте со смазкой). Этот параметр определяют по маслостойкости резины, т.е. по изменению массы резины марки 7130 при контакте со смазкой в течение 24 ч при 70^оС (ГОСТИ 9.030-74). Смазку считают прошедшей испытание, если изменение массы резины находится в пределах 3,0 Результаты приведены в табл.2 под заголовком "маслостойкость".

3. Определяют способность смазки снижать адгезию льда к металлу до значений, при которых происходит отрыв ледяных бляшек от поверхности цилиндра тормозного прибора при движении поршня. Об этой способности судят по величине усилия смещения металлической пластины со слоем смазки по ледяной поверхности (методика подробно описана в [3]). Смазку считают прошедшей испытания, если усилие не превышает 1000 Па. Результаты приведены в табл.2.

4. Смазывающие свойства определяют на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9790-75. Смазку считают прошедшей испытание, если критическая нагрузка не ниже 400 Н, а нагрузка сваривания не менее 1200 Н. Результаты приведены в табл.2 (P_k и P_c).

5. Способность смазки легко заправляться в узел трения при низких температурах (ниже 0^оС), а также удерживаться в них при попадании вагонов с тормозными приборами в отапливаемые помещения (т.н. "тепляки") определяют по пределу прочности при 50^оС ГОСТ 7143-73.

Смазку считают прошедшей испытание, если измеренное значение предела прочности находится в пределах 100 450 Па. Результаты испытания приведены в табл.2.

Как следует из приведенных в табл.2 данных, предъявленным требованиям отвечают образцы пластичных смазок 2-4, 15, 18 и 20. Эти образцы способны к работе в контакте с резиной и обеспечивают надежность работы пневматического оборудования до минус 60^оС. Образцы смазок 5 и 6 с запредельным содержанием загустителя не отвечают требуемым нормам по пределу прочности, при превышении допустимого предела прочности смазку трудно заправить в узел трения, а при недостаточном пределе прочности смазка вытекает из узла трения в случае поступления в тепляки вагонов с пневматическим тормозным оборудованием. Образцы 7-10 с запредельным содержанием глицерина и дибутилфталата не приемлемы для работы в контакте с резиной, а образец 7 не обеспечивает также и требуемых антиобледенительных свойств. Образцы 11 и 16 с повышенным содержанием нефтяного масла не пригодны для работы в контакте с резиной, а образец 12 с повышенным содержанием полиэтилсилоксановой жидкости имеет неудовлетворительные смазывающие и прочностные характеристики. Образцы 13, 14 и 19, не содержащие хотя бы одной из функциональных добавок (дибутилфталата и глицерина), не пригодны для работы в контакте с резиной, а также имеют неудовлетворительные антиобледенительные и смазывающие характеристики. Образец 17, содержащий низкотемпературное масло ВМГЗ, в состав которого входят присадки (т. е. не являющееся базовым), не отвечает нормам маслостойкости резины.

В уровне техники известна пластичная смазка, дополнительно содержащая глицерин в количестве 5 мас. ([1] смазка ЦНИИ-КЗ (ТУ 32 ЦТ 896-82)), однако она приготовлена на основе несовместимого с резиной и застывающего при температуре минус 18^оС маловязкого индустриального масла общего назначения И-5А, содержит ряд несовместимых с резиной присадок и не предназначена ни для работы при температуре до минус 60^оС, ни для снижения коэффициента трения в паре металл-резина. В этой связи патентуемую смазку следует считать соответствующей условию изобретательского уровня, как обеспечивающую достижение нового технического результата.

Приведенные примеры иллюстрируют различные варианты воплощения изобретения, но не ограничивают его объем.

Формула изобретения

ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА, содержащая смесь углеводородного масла с полиэтилсилоксановой жидкостью, литиевое мыло высшей жирной кислоты и дибутилфталат, отличающаяся тем, что смазка в качестве углеводородного масла содержит нефтяное глубокодепарафинированное масло в массовом соотношении к полиэтилсилоксановой жидкости 1:0,9-1,6 и дополнительно смазка содержит глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Литиевое мыло высшей жирной кислоты - 10 - 17 Дибутилфталат - 4 - 7 Глицерин - 3 - 5 Смесь нефтяного глубокодепарафинированного масла и полиэтилсилоксановой жидкости в их массовом соотношении 1:0,9-1,6 - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2