RU2161177C1

RU2161177C1 - Lubricating composition

Info

Publication number: RU2161177C1
Application number: RU99116344A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Кузьмин; П.П. Дудко; И.В. Фришберг; Н.В. Кишкопаров
Original assignee: Кузьмин Василий Николаевич
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: lubricants. SUBSTANCE: lubricating composition, which can be used in heavy-duty open-type toothing widely employed at mining complexes and docks and in elevator mechanisms, e.g. in low-speed gear drive stages, contains 1.0 to 5.0% of molybdenum disulfide powder, 4.0 to 13.0% of zinc powder, and soapy viscous lubricant, the balance. EFFECT: considerably improved antifriction, antiwear, and antiwelding characteristics at lower cost. 1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к смазочным составам и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых зацеплениях открытого типа, которые распространены на горнообогатительных комбинатах, в портах и грузоподъемных механизмах промышленных предприятий, например тихоходных ступенях редукторов с большим крутящим моментом. The invention relates to lubricating compositions and can be used in heavily loaded gears of the open type, which are common in mining plants, in ports and lifting mechanisms of industrial enterprises, for example low-speed gear stages with high torque.

Известны смазочные композиции на основе мыльной пластичной смазки, например Литол-24, представляющий собой пластичную смазку, изготовленную загущением смеси нефтяных масел литиевым мылом технической стеариновой кислоты (см. Синицын В.В. Справочник "Пластичные смазки в СССР", М., Химия, 1984, с. 36). Known lubricant compositions based on soap grease, for example Litol-24, which is a grease made by thickening a mixture of petroleum oils with lithium soap of technical stearic acid (see Sinitsyn V.V. Handbook "Greases in the USSR", M., Chemistry, 1984, p. 36).

Эта смазочная композиция обеспечивает достаточную эффективность при применении в машинах и механизмах, эксплуатирующихся при умеренных нагрузках, и имеет низкую стоимость. This lubricating composition provides sufficient efficiency when used in machines and mechanisms operating at moderate loads, and has a low cost.

Однако данная смазка обладает низкой задиростойкостью и износостойкостью при тяжелых условиях эксплуатации. However, this grease has low scoring resistance and wear resistance under severe operating conditions.

Известна другая смазочная композиция - Шрус-4 по авторскому свидетельству N 719127, опубликованному в Бюллетене изобретений N 30 за 1996 год и представляющая собой пластичную смазку, полученную загущением смеси нефтяных масел литиевым мылом технической стеариновой кислоты с введенными дополнительно антиокислительными, противозадирными и антифрикционными добавками. Another lubricating composition is known - Shrus-4 according to copyright certificate N 719127, published in the Bulletin of inventions N 30 for 1996 and which is a plastic lubricant obtained by thickening a mixture of petroleum oils with lithium soap of technical stearic acid with additional antioxidant, extreme pressure and antifriction additives added.

Эта известная композиция за счет введения присадок позволяет получить высокие противоизносные и антикоррозийные свойства в тяжелонагруженных узлах трения. This known composition due to the introduction of additives allows to obtain high anti-wear and anti-corrosion properties in heavily loaded friction units.

Однако в узлах трения с высокими контактными нагрузками данная смазка не обладает необходимыми противоизносными свойствами. However, in friction units with high contact loads, this grease does not have the necessary anti-wear properties.

Известна также смазочная композиция по авторскому свидетельству N 1595885, опубликованному в Бюллетене изобретений N 36 за 1990 г. и принятому за прототип. Also known lubricant composition according to copyright certificate N 1595885, published in the Bulletin of inventions N 36 for 1990 and adopted as a prototype.

Эта смазочная композиция содержит мыльную пластичную смазку ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203, порошок кадмия, порошок цинка и дисульфидмолибденовую пасту, представляющую собой смесь индустриального масла и порошка дисульфид молибдена. This lubricating composition contains a soap plastic lubricant TsIATIM-201 or TsIATIM-203, cadmium powder, zinc powder and disulfide-molybdenum paste, which is a mixture of industrial oil and molybdenum disulfide powder.

Эта смазочная композиция пластична и обеспечивает необходимую смачиваемость контактных поверхностей пар трения. Смазочная композиция обладает антифрикционными, противозадирными и противоизносными свойствами. This lubricating composition is plastic and provides the necessary wettability of the contact surfaces of the friction pairs. The lubricating composition has anti-friction, anti-seize and anti-wear properties.

Однако основу этой смазочной композиция составляет дисульфидмолибденовая паста в количестве 65 - 75 %, в которой порошка дисульфида молибдена содержится 60 - 70%. Эта паста дорога, а большое ее количество значительно увеличивает стоимость смазочной композиции в целом. However, the basis of this lubricating composition is molybdenum disulfide paste in an amount of 65 - 75%, in which the molybdenum disulfide powder contains 60 - 70%. This paste is expensive, and its large amount significantly increases the cost of the lubricating composition as a whole.

Кроме того, порошок кадмия токсичен, а производство его небезопасно. In addition, cadmium powder is toxic and its production is unsafe.

Предлагаемое решение позволяет значительно снизить себестоимость производства пластичной смазки при одновременном улучшении противоизносных, противозадирных и антифрикционных свойств. The proposed solution can significantly reduce the cost of production of grease while improving anti-wear, extreme pressure and antifriction properties.

Так же, как и прототип, предлагаемая композиция содержит мыльную пластичную смазку, порошок цинка и порошок дисульфида молибдена. As well as the prototype, the proposed composition contains a soap grease, zinc powder and molybdenum disulfide powder.

Отличие состоит в том, что указанные ингредиенты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
порошок дисульфида молибдена - 1,0-5,0
порошок цинка - 4,0-13,0
мыльная пластичная смазка - до 100
Добавление порошка дисульфида молибдена в количестве 1,0 - 5,0% мас. дает наибольшую эффективность в части улучшения антифрикционных характеристик. Дальнейшее увеличение содержания указанной присадки не приводит к уменьшению коэффициента трения.The difference is that these ingredients are contained in the following ratio, wt.%:
molybdenum disulfide powder - 1.0-5.0
zinc powder - 4.0-13.0
soapy grease - up to 100
The addition of molybdenum disulfide powder in an amount of 1.0 to 5.0% wt. gives the greatest efficiency in terms of improving anti-friction characteristics. A further increase in the content of this additive does not lead to a decrease in the coefficient of friction.

Добавление порошка цинка в количестве 4,0 - 13,0% мас. позволяет существенно улучшить противоизносные и противозадирные свойства смазки. The addition of zinc powder in an amount of 4.0 - 13.0% wt. can significantly improve the antiwear and extreme pressure properties of the lubricant.

Общий эффект от совместного использования в заявляемой композиции порошков цинка и дисульфида молибдена выше, чем от использования каждого компонента в отдельности. То есть, как показали исследования, все триботехнические характеристики смазочной композиции оказалось выше, чем те же характеристики при раздельном введении указанных компонентов. The overall effect of the joint use in the inventive composition of powders of zinc and molybdenum disulfide is higher than from the use of each component separately. That is, as studies have shown, all the tribotechnical characteristics of the lubricating composition turned out to be higher than the same characteristics when the specified components were separately administered.

Таким образом, совокупность присадок в указанном количестве существенно улучшает все триботехнические характеристики смазки. Thus, the combination of additives in the specified amount significantly improves all tribological characteristics of the lubricant.

Технический результат при использовании предлагаемой смазочной композиции заключается в снижении коэффициента трения и износа механизмов, а также в повышении предельного давления схватывания (противозадирная характеристика), что приводит к увеличению срока службы механизмов и машин, а значительное сокращение количества порошка дисульфида молибдена и исключение порошка кадмия приводит к снижению стоимости смазочной композиции. The technical result when using the proposed lubricating composition is to reduce the coefficient of friction and wear of mechanisms, as well as to increase the limiting setting pressure (extreme pressure characteristic), which leads to an increase in the service life of mechanisms and machines, and a significant reduction in the amount of molybdenum disulfide powder and the exclusion of cadmium powder to reduce the cost of the lubricant composition.

Указанная смазочная композиция может быть изготовлена из известных компонентов: в качестве мыльной пластичной смазки можно использовать пластичную смазку на любой основе (литий, кальций, барий), например Литол-24; порошки цинка и дисульфида молибдена должны быть мелкодисперсными (размер частиц не более 10 мкм). The specified lubricating composition can be made of known components: as a soap plastic grease you can use grease on any basis (lithium, calcium, barium), for example Litol-24; powders of zinc and molybdenum disulfide should be finely dispersed (particle size no more than 10 microns).

Смазочную композицию готовят путем смешивания порошков цинка и дисульфида молибдена с последующим добавлением полученной смеси в смазку Литол-24. Полученная композиция тщательно перемешивается в смесителе вручную или механическим путем до получения однородной массы темно-серебристого цвета. A lubricating composition is prepared by mixing powders of zinc and molybdenum disulfide, followed by adding the resulting mixture to Litol-24 grease. The resulting composition is thoroughly mixed in the mixer manually or mechanically until a homogeneous mass of dark silver color is obtained.

На чертеже представлена схема лабораторной установки для проведения испытаний. The drawing shows a diagram of a laboratory setup for testing.

Испытания проводят на лабораторной установке на базе машины трения СМЦ-2 по схеме ролик подвижный - ролик неподвижный. Установка содержит подвижный ролик 1, контактирующий с неподвижным роликом 2. Ролики изготовлены из термообработанных сталей соответственно ст.45 и ШХ-15. The tests are carried out in a laboratory setup based on the friction machine SMTs-2 according to the scheme a movable roller - stationary roller. The installation comprises a movable roller 1 in contact with a fixed roller 2. The rollers are made of heat-treated steels, respectively, st.45 and ShH-15.

Смазывание образцов осуществляют с подпружиненной стальной пластины 3, на которой расположена испытываемая смазка, удерживаемая на пластине прокладкой из хлопчатобумажной ткани 4. Количество подаваемой смазки 5 в зону трения регулируют путем изменения усилия прижатая P₁ пластины к вращающемуся образцу. Данная конструкция обеспечивает постоянную подпитку смазкой зоны трения на протяжении всего цикла испытаний. Относительная скорость скольжения ω в контакте составляла 0,65 м/с. Режимы испытаний выбраны по предельно допустимым значениям плотности потока энергии PV (где: P - удельное давление в контакте, V - скорость скольжения), которую выдерживает Литол-24 в течение 1 часа работы без следов задиров и схватывания на поверхностях трения образцов. Противоизносные свойства смазочной композиции оценивают по объему изношенного материала неподвижного образца в пятке контакта. Перед испытаниями образцы прирабатывают в течение 30 минут.Lubrication of the samples is carried out with a spring-loaded steel plate 3, on which the test lubricant is located, which is held on the plate by a pad of cotton fabric 4. The amount of lubricant 5 fed into the friction zone is controlled by changing the force of the pressed P ₁ plate against the rotating sample. This design provides constant lubrication of the friction zone throughout the entire test cycle. The relative sliding velocity ω in the contact was 0.65 m / s. The test modes were selected according to the maximum permissible values of the energy flux density PV (where: P is the specific pressure in the contact, V is the sliding speed) that the Litol-24 can withstand for 1 hour without traces of scoring and setting on the friction surfaces of the samples. The antiwear properties of the lubricant composition are estimated by the volume of the worn material of the fixed sample in the contact heel. Before testing, the samples run in for 30 minutes.

Для исследований были отобраны три известные пластичные смазки, принятые в качестве аналогов и прототипа, 5 вариантов пластичной смазки с различным содержанием цинка и дисульфида молибдена в отдельности с целью выявления конкретного влияния каждой из присадок на триботехнические характеристики, а также 5 вариантов заявляемой смазочной композиции с различным содержанием цинка и дисульфида молибдена в совокупности. For research, we selected three well-known greases, accepted as analogues and prototype, 5 variants of grease with different contents of zinc and molybdenum disulfide separately in order to identify the specific effect of each of the additives on tribological characteristics, as well as 5 variants of the claimed lubricant composition with different the content of zinc and molybdenum disulfide in the aggregate.

При испытаниях оценивают следующие параметры: скорость изнашивания образцов, (мм³ • 10^-3), коэффициент трения и предельное давление схватывания (кгс/см²).During the tests, the following parameters are evaluated: the wear rate of the samples, (mm ³ • 10 ^-3 ), the friction coefficient and the limiting setting pressure (kgf / cm ² ).

Продолжительность испытаний каждого образца смазки составляет 1 час. После каждого часа определяют износ образцов. Температуру и момент трения контролируют постоянно. The test duration for each lubricant sample is 1 hour. After each hour, the wear of the samples is determined. The temperature and the moment of friction are constantly monitored.

Для оптимизации параметров заявляемой смазки при совместном использовании порошков цинка и дисульфида молибдена используют метод планирования эксперимента (матрица планирования 2²). Уровни факторов и интервалы варьирования представлены в таблице 1.To optimize the parameters of the inventive lubricant when sharing powders of zinc and molybdenum disulfide, the experimental design method is used (planning matrix 2 ² ). Levels of factors and ranges of variation are presented in table 1.

В таблице 2 приведены соотношения компонентов в испытуемых составах (1 - Литол-24; 2 - пластичная смазка по авторскому свидетельству N 719127, известная под названием Шрус-4; 3 - смазочная композиция по авторскому свидетельству N 1595885, принятая за прототип; 4 - 8 - мыльная пластичная смазка с добавлением цинка или дисульфида молибдена в различных количествах: 8 - 13 - состав заявляемой смазочной композиции с различным соотношением цинка и дисульфида молибдена). Table 2 shows the ratios of the components in the tested compositions (1 - Litol-24; 2 - grease according to the copyright certificate N 719127, known as Shrus-4; 3 - lubricating composition according to the copyright certificate N 1595885, adopted as a prototype; 4 - 8 - soap grease with the addition of zinc or molybdenum disulfide in various quantities: 8 - 13 - the composition of the inventive lubricating composition with a different ratio of zinc and molybdenum disulfide).

В таблице 3 приведены результаты образцов смазочных композиций. Table 3 shows the results of samples of lubricating compositions.

Таким образом, предлагаемая смазочная композиция позволяет получить комплекс триботехнических характеристик, превышающих аналогичные характеристики рассмотренных аналогов и прототипа, а стоимость композиции значительно ниже стоимости прототипа из-за отсутствия порошка кадмия и меньшего количества порошка дисульфида молибдена. Thus, the proposed lubricating composition allows you to get a set of tribological characteristics that exceed the similar characteristics of the considered analogues and prototype, and the cost of the composition is much lower than the cost of the prototype due to the lack of cadmium powder and a smaller amount of molybdenum disulfide powder.

Claims

A lubricating composition based on soap grease containing zinc powder and molybdenum disulfide, characterized in that the composition contains these components in the following ratio, wt.%:
Molybdenum Disulfide Powder - 1.0 - 5.0
Zinc powder - 4.0 - 13.0
Soap Lubricant - Up to 100