RU2114162C1

RU2114162C1 - Plastic lubricant

Info

Publication number: RU2114162C1
Application number: RU97102986/04A
Authority: RU
Inventors: Л.С. Елисеев; В.А. Еситашвили; А.В. Нестеров; А.И. Гавриленков; В.В. Перекрестова; кова В.И. Серебр; В.И. Серебрякова; Е.Н. Школьников; В.В. Бельдей; Ю.Н. Жуков; Л.Н. Лосева; В.М. Богданов; Н.А. Аверин
Original assignee: Кусковский завод консистентных смазок; Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: slipping units of locomotives at their speed up to 200 km/h and at temperature of surrounding air up to -50 C. SUBSTANCE: antifriction plastic lubricant comprises, mas.%: 12-oxystearate of lithium, 8-12; lithium oleate, 1.5-3.0; zinc dialkyl dithiophosphate, 4-8; additive on the base of nitrated oil, 1.0-1.5; petroleum oil having solidification point not more than -40 C, up to 100. EFFECT: improved working capacity of slipping units. 2 tbl

Description

Изобретение относится к пластичным смазкам, основным назначением которых является обеспечение работоспособности подшипников качения локомотивов. The invention relates to greases, the main purpose of which is to ensure the health of rolling bearings of locomotives.

Известная отечественная пластичная смазка, предназначенная для обеспечения работоспособности подшипников качения буксовых узлов локомотивов - ЖРО, обеспечивает надежную работу между ремонтами с полной ревизией буксового узла не менее 360 тыс.км [1, 2]. The well-known domestic grease, designed to ensure the operability of rolling bearings of axlebox units of locomotives - LRW, ensures reliable operation between repairs with a complete revision of axlebox assembly of at least 360 thousand km [1, 2].

Этот результат обеспечивается только при скоростях движения, не превышающих 120 км/ч, и температуре окружающего воздуха до -50^oC.This result is provided only at speeds not exceeding 120 km / h and an ambient temperature of -50 ^o C.

В настоящее время актуальной задачей ряда железнодорожных магистралей является обеспечение скоростного движения до 200 км/ч. Известная смазка ЖРО, используемая для смазывания буксового узла локомотива, не обеспечивает бесперебойную работу подшипника буксового узла локомотива в условиях скоростного движения: после определенного пробега локомотива буксовый узел нагревается до 70^oC (по терминологии эксплуатационников происходит "грение" буксового узла), что недопустимо по нормам безопасности движения. На практике это приводит к следующему: при "грении" состав автоматически останавливается для охлаждения буксового узла. Коммерческая скорость движения в результате снижается и эксплуатация скоростной магистрали оказывается убыточной. Отечественная смазка ЕЖС [2] в принципе способна обеспечить требуемую величину межремонтного пробега в условиях скоростного движения, но ей присущ другой существенный недостаток. Наличие в ее рецептуре значительных количеств химически активных веществ приводит к повышенному усталостному износу деталей подшипника. Усталостный изной практически не диагностируется при осмотре подшипника при ремонте, но по достижении пробега 400-500 тыс.км подшипник разрушается, создавая аварийную ситуацию, что и явилось одной из основных причин отказа от использования ЕЖС на отечественном железнодорожном транспорте. Смазки, используемые для обеспечения скоростного движения за рубежом, решают эту проблему применительно к зарубежной технике и условиям ее эксплуатации [3], а также Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам, с. 100-129-Л.: Химия, 1985; Raiff R.P. "Rail/Wheil lubricabion studes at FAST", Lubr. Eng, V.45, p.501-506, 1989; Mc. Cluster S, "Lubricate for bearing life", NLGY Spot, v.56, p.9-15, 1982).Currently, the urgent task of a number of railways is to provide high-speed traffic up to 200 km / h. The known LRW lubricant used to lubricate the axle box of a locomotive does not ensure uninterrupted operation of the bearing of the axle box of a locomotive under conditions of high-speed movement: after a certain mileage of the locomotive, the axle box heats up to 70 ^o C (according to the terminology of the operators, the axle box is “heated”), which is unacceptable by traffic safety standards. In practice, this leads to the following: during "grilling" the composition automatically stops to cool the axle box assembly. As a result, the commercial speed of movement decreases and the operation of the expressway is unprofitable. Domestic lubricant ЕЖС [2], in principle, is able to provide the required amount of overhaul mileage in high-speed conditions, but it has another significant drawback. The presence in its formulation of significant quantities of chemically active substances leads to increased fatigue wear of bearing parts. Fatigue depreciation is practically not diagnosed when inspecting the bearing during repair, but upon reaching a mileage of 400-500 thousand km, the bearing collapses, creating an emergency situation, which was one of the main reasons for refusing to use the EJS in domestic rail transport. The lubricants used to provide high-speed movement abroad solve this problem in relation to foreign equipment and the conditions of its operation [3], as well as A. Kuliev. Chemistry and technology of additives to oils and fuels, p. 100-129-L .: Chemistry, 1985; Raiff RP "Rail / Wheil lubricabion studes at FAST", Lubr. Eng, V. 45, p. 501-506, 1989; Mc. Cluster S, "Lubricate for bearing life", NLGY Spot, v. 56, p. 9-15, 1982).

Эти смазки, однако, не могут быть использованы на отечественном транспорте в силу двух по меньшей мере причин. Во-первых, конструктивные особенности отечественных буксовых узлов требует применения смазочного материала, характеризующегося иными реологическими свойствами, что более подробно пояснено в тексте данной заявки ниже. These lubricants, however, cannot be used in domestic transport for at least two reasons. Firstly, the design features of domestic axle boxes require the use of a lubricant characterized by other rheological properties, which is explained in more detail in the text of this application below.

Во-вторых, эти смазки применимы лишь при температурах не ниже -30^oC и, следовательно, неприменимы в зимний период на территории РФ.Secondly, these lubricants are applicable only at temperatures not lower than -30 ^o C and, therefore, are not applicable in the winter period on the territory of the Russian Federation.

В силу изложенных причин в качестве ближайшего аналога заявленной пластичной смазки принята смазка ЕЖС [2], содержащая нефтяное масло с температурой застывания не выше -40^oC, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты и функциональные присадки (антиокислительную, противозадирную и антикоррозионную).For the reasons stated above, the EJS lubricant [2] containing petroleum oil with a pour point of no higher than -40 ^° C, lithium soap of 12-hydroxystearic acid and functional additives (antioxidant, extreme pressure and anti-corrosion) was adopted as the closest analogue of the declared grease.

Для решения задачи обеспечения скоростного движения поездов (до 200 км/ч) на железнодорожных магистралях Р.Ф. (при температурах до -50^oC) предлагается в соответствии с изобретением пластичная смазка, содержащая, мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 8 - 12; литиевое мыло олеиновой кислоты 1,5 - 3,0; диалкилдитиофосфат цинка 4 - 8; присадка на основе нитрованного масла 1 - 1,5; нефтяное масло, застывающее при температуре не выше -40^oC - остальное до 100.To solve the problem of ensuring high-speed train traffic (up to 200 km / h) on the railways (at temperatures up to -50 ^o C) is proposed in accordance with the invention, a grease containing, wt.%: lithium soap 12-oxystearic acid 8 to 12; oleic acid lithium soap 1.5 to 3.0; zinc dialkyldithiophosphate 4-8; additive based on nitrated oil 1 - 1.5; petroleum oil hardening at a temperature not exceeding -40 ^o C - the rest is up to 100.

В отличие от ближайшего аналога смазка в соответствии с изобретением дополнительно содержит литиевое мыло олеиновой кислоты, диалкилдитиофосфат цинка и присадку на основе нитрованного масла в указанных выше количествах. In contrast to the closest analogue, the lubricant in accordance with the invention further comprises lithium oleic acid soap, zinc dialkyldithiophosphate and a nitrated oil additive in the above amounts.

Исследования заявителей показали, что смазка, предназначенная для решения указанной выше задачи, должна соответствовать следующим техническим требованиям. Studies of the applicants have shown that a lubricant designed to solve the above problem must meet the following technical requirements.

1. Смазывающие свойства на четырехшариковой машине трения (ГОСТ - 9490):
Критическая нагрузка - Не менее 800Н
Диаметр пятна износа - Не более 0,6 мм
2. Механическая стабильность (ГОСТ 19295).1. Lubricating properties on a four-ball friction machine (GOST - 9490):
Critical load - Not less than 800N
Diameter of a spot of wear - no more than 0,6 mm
2. Mechanical stability (GOST 19295).

Исходный предел прочности на разрыв 1300 - 2500 Па. The initial tensile strength is 1300 - 2500 Pa.

Предел прочности после разрушения 350-650 ПА. Индекс тиксотропного восстановления, % ± 10. The ultimate tensile strength is 350-650 PA. Thixotropic recovery index,% ± 10.

3. Предел прочности на сдвиг при +50^oC (ГОСТ - 7443) - 350 - 600 Па
4. Коррозионное воздействие на металлы (сталь, латунь) (ГОСТ - 9080) - Выдерживает.3. Shear strength at +50 ^o C (GOST - 7443) - 350 - 600 Pa
4. Corrosive effect on metals (steel, brass) (GOST - 9080) - Withstand.

5. Пусковой момент при -50^oC. Определяют следующим образом: измеряют величину сопротивления, оказываемого началу вращения подшипника при указанной температуре. Смазка считается прошедшей испытания, если пусковой момент не превышает 7000 Н • см.5. Starting torque at -50 ^o C. Determined as follows: measure the resistance to the beginning of rotation of the bearing at the specified temperature. Lubrication is considered tested if the starting torque does not exceed 7000 N • cm.

В уровне техники уже описаны смазки, характеризующиеся теми или иными признаками, отличающими данное изобретение от ближайшего аналога. Например, известны смазки, загущенные олеатом лития (К.Дж Бонер Производство и применение консистентных смазок, с. 346-347,-М.: Гостоптехиздат, 1958) или смазки, содержащие указанные присадки [2], однако использование изобретения, характеризующегося указанной выше совокупностью признаков, приводит к новому результату - созданию смазки, соответствующей указанным выше техническим требованиям и обеспечивающей решение поставленной задачи, что является новым техническим результатом. The prior art has already described lubricants characterized by certain signs that distinguish this invention from the closest analogue. For example, lubricants thickened with lithium oleate are known (K.J.Bohner Production and use of greases, pp. 346-347, -M .: Gostoptekhizdat, 1958) or lubricants containing these additives [2], however, the use of the invention characterized above a combination of features, leads to a new result - the creation of a lubricant that meets the above technical requirements and provides a solution to the problem, which is a new technical result.

Пластичная смазка в соответствии с изобретением может быть приготовлена по общепринятой технологии, различные варианты воплощения которой описаны в указанном источнике, с. 324-334. Grease in accordance with the invention can be prepared by conventional technology, various embodiments of which are described in the specified source, p. 324-334.

Пример. В реактор-мешалку с внешним обогревом загружают расчетное количество олеиновой кислоты (ТУ 16-04-02-82-91), расчетное количество окиси лития (ГОСТ 1595), требующегося для омыления олеиновой кислоты, и половину основы (масло веретенное АУ ТУ38, 101586-75 или его смеси с индустриальными маслами И-40, И-50), в расчете на смазку. При нагревании омыляют олеиновую кислоту. После омыления добавляют расчетное количество 12-оксистеариновой кислоты (ТУ 38 10172-78) и оксид лития. Example. The calculated amount of oleic acid (TU 16-04-02-82-91), the calculated amount of lithium oxide (GOST 1595) required for saponification of oleic acid, and half of the base (spindle oil AU TU38, 101586) are loaded into the stirred reactor with external heating. -75 or its mixtures with industrial oils I-40, I-50), calculated on the lubricant. When heated, oleic acid is saponified. After saponification, add the calculated amount of 12-hydroxystearic acid (TU 38 10172-78) and lithium oxide.

Омыляют 12-оксистеариновую кислоту. После выпарки воды поднимают температуру до расплавления мыл, добавляют оставшуюся половину масляной основы, снижают температуру до 180 ± 5^oC, выдерживают при этой температуре 1 ч, охлаждают реакционную смесь до 120-125^oC и вводят при этой температуре расчетное количество присадок: диоктилдитиофосфата цинка (присадка ДФ-11 по ТУ 24216-80) и присадку на основе нитрованного масла (Акор-1 по ГОСТ 15171), выдерживают при указанной температуре в течение 0,5 ч и гомогенизируют. Состав (рецептура) полученных образцов пластичных смазок приведен в табл. 1. Полученные образцы смазки подвергаются исследованию для определения соответствия приведенным выше техническим требованиям. Кроме того, проводят натурные испытания ряда образцов на экспериментальном кольце ВНИИЖТ. Образец считается прошедшим испытания, если пробег буксового подшипника до "горения" (подъема температуры выше +70^oC) при скорости 200 км/ч составляет не менее 360 тыс.км. Результаты испытания образцов смазок приведены в табл. 2.Saponified with 12-hydroxystearic acid. After evaporation of the water, the temperature is raised until the soap is melted, the remaining half of the oil base is added, the temperature is reduced to 180 ± 5 ^o C, maintained at this temperature for 1 h, the reaction mixture is cooled to 120-125 ^o C and the calculated amount of additives is introduced at this temperature: dioctyl dithiophosphate zinc (additive DF-11 according to TU 24216-80) and an additive based on nitrated oil (Akor-1 according to GOST 15171), maintained at this temperature for 0.5 h and homogenized. The composition (formulation) of the obtained samples of greases is given in table. 1. The obtained samples of the lubricant are examined to determine compliance with the above technical requirements. In addition, field tests of a number of samples are carried out on the experimental ring of VNIIZhT. A sample is considered to have passed the test if the run of the axle box bearing to “burning” (temperature rise above +70 ^o C) at a speed of 200 km / h is at least 360 thousand km. The test results of the lubricant samples are given in table. 2.

Приведенные результаты показывают, что образцы смазок NN 2, 3, 4, 14, содержащие все ингредиенты в соответствии с изобретением, обеспечивают достижение декларированного выше нового результата. The above results show that samples of lubricants NN 2, 3, 4, 14, containing all the ingredients in accordance with the invention, achieve the declared new result above.

Образцы NN 1, 5, 6, 7, содержащие "запредельные" количества мыл, не соответствуют требуемому уровню реологических свойств и не обеспечивают заданный пробег подшипника до "грения". Samples NN 1, 5, 6, 7, containing "exorbitant" quantities of soaps, do not correspond to the required level of rheological properties and do not provide a given bearing run to "friction".

Образцы NN 9, 10, 11, содержащие присадки в количествах, не предусмотренных изобретением, не соответствуют предъявляемым требованиям: образцы NN 9, 10 коррозионноактивны (коррозионные повреждения латунных сепараторов подшипников), образец N 11, содержащий повышенное количество нитрованного масла, характеризуется ухудшенными низкотемпературными свойствами, образец N 8 с недостаточным содержанием ДФ-11 обладает неудовлетворительными смазывающими характеристиками. Samples NN 9, 10, 11, containing additives in amounts not provided by the invention, do not meet the requirements: samples NN 9, 10 are corrosive (corrosion damage to brass bearing cages), sample N 11 containing an increased amount of nitrated oil is characterized by deteriorated low temperature properties sample No. 8 with insufficient DF-11 content has poor lubricating properties.

Образцы NN 12, 13, 15 характеризуются неудовлетворительными низкотемпературными свойствами. Так, температура застывания основы образца N 12 составляет (-30^oC), образца N 13 (-35^oC), а образца N 15(-25^oC). Температура же застывания основы образцов NN 1-11 составляет -40^oC, образца N 14(-46^oC).Samples NN 12, 13, 15 are characterized by unsatisfactory low temperature properties. So, the pour point of the base of sample No. 12 is (-30 ^° C.), sample No. 13 (-35 ^° C.), and sample No. 15 (-25 ^° C.). The pour point of the base of samples NN 1-11 is -40 ^o C, sample N 14 (-46 ^o C).

Специалисту понятно, что приведенные примеры иллюстрируют лишь некоторые формы воплощения изобретения, но не ограничивают его объем. Так, смазка в соответствии с изобретением может содержать иные марки используемых ингредиентов и дополнительно содержать целевые добавки, не изменяющие основных характеристик смазки, речь о которых шла выше. One skilled in the art will appreciate that the examples given illustrate only some forms of embodiment of the invention, but do not limit its scope. Thus, the lubricant in accordance with the invention may contain other grades of the ingredients used and additionally contain targeted additives that do not change the basic characteristics of the lubricant discussed above.

Claims

A grease containing petroleum oil hardening at a temperature not exceeding minus 40 ^o C, and lithium soap 12-hydroxy stearic acid, characterized in that it additionally contains lithium soap oleic acid, zinc dialkyldithiophosphate and an additive based on nitrated oil in the following ratio of ingredients, wt.%:
12-hydroxy stearic acid lithium soap - 8 - 12
Oleic acid lithium soap - 1.5 - 3.0
Zinc dialkyldithiophosphate - 4 - 8
Additive based on nitrated oil - 1.0 - 1.5
Petroleum Oil - The rest is up to 1000