RU2163921C2

RU2163921C2 - Plastic lubricant

Info

Publication number: RU2163921C2
Application number: RU99110709/04A
Authority: RU
Inventors: С.И. Щелканов; В.Е. Редькин; С.Г. Докшанин; В.Ф. Терентьев; мкин А.И. Л; А.И. Лямкин
Original assignee: Красноярский государственный технический университет
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: plastic lubricant intended for lubricating friction surfaces in main units of machines and mechanisms. SUBSTANCE: lubricant comprises, wt %: ultradispersed diamond- graphite powder, 0.2-5; highly dispersed metal salt, 2-15; soapy plastic lubricant, up to 100. Highly dispersed salt includes tin sulfate, copper sulfate, barium sulfate, lead sulfate and barium sulfide. EFFECT: improved working characteristics of mechanisms and longer service life of machines due to higher antiwear and antifriction power of the lubricant. 6 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к пластичным смазкам, предназначенным для смазывания трущихся поверхностей в основных узлах автомобилей и других транспортных средств, индустриальных механизмов, сельскохозяйственных и электрических машин. The invention relates to greases intended for the lubrication of rubbing surfaces in the main components of automobiles and other vehicles, industrial mechanisms, agricultural and electrical machines.

Существует мыльная пластичная смазка Литол - 24 (ГОСТ 21150-75), рекомендованная для применения в узлах трения машин и механизмов. Смазка содержит следующие компоненты, мас. %:
Литиевое мыло - 13
Антиокислительная присадка - 0,7
Вязкостная присадка - 4
Минеральное масло - до 100
Недостатком данной пластичной смазки является пониженная прирабатываемость пар трения и недостаточная сохранность поверхностей деталей в процессе длительной эксплуатации, в том числе при пониженных температурах, в режимах пуска и остановки.There is a soap grease Litol - 24 (GOST 21150-75), recommended for use in friction units of machines and mechanisms. The lubricant contains the following components, wt. %:
Lithium soap - 13
Antioxidant Additive - 0.7
Viscous additive - 4
Mineral oil - up to 100
The disadvantage of this grease is the reduced running-in of the friction pairs and the insufficient safety of the surfaces of the parts during long-term operation, including at low temperatures, in start and stop modes.

Из известных в литературе и используемых в промышленности мыльных пластичных смазок наиболее близкой к заявляемой является смазка ВНИИНП-232 (ГОСТ 14068-79). Смазка содержит, мас.%:
Литиевое мыло - 3
Дисульфид молибдена - 70
Масло индустриальное - до 100
Эта пластичная смазка обладает недостаточно высокими противоизносными показателями и антифрикционными свойствами. Кроме того, она является сравнительно дорогостоящей.Of the soap plastic greases known in the literature and used in industry, the VNIINP-232 grease (GOST 14068-79) is closest to the claimed one. The lubricant contains, wt.%:
Lithium soap - 3
Molybdenum Disulfide - 70
Industrial oil - up to 100
This grease has insufficient anti-wear performance and anti-friction properties. In addition, it is relatively expensive.

Задачей изобретения является улучшение противоизносных и антифрикционных свойств смазки, понижение коэффициента трения между трущимися деталями. The objective of the invention is to improve the antiwear and antifriction properties of the lubricant, lowering the coefficient of friction between the rubbing parts.

Поставленная задача достигается тем, что смазка, включающая в свой состав мыльную пластичную смазку и присадку, согласно изобретению содержит в качестве присадки ультрадисперсный алмазографитовый порошок, а также высокодисперсную соль металла при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Ультрадисперсный порошок алмазографита - 0,2-5
Высокодисперсная соль металла - 2-15
Мыльная пластичная смазка - до 100
В качестве высокодисперсной соли металла были использованы сульфат олова (SnSO₄), сульфат меди (CuSO₄), сульфат бария (BaSO₄), сульфат свинца (PbSO₄), сульфид бария (BaS).The problem is achieved in that the lubricant, which includes soap plastic lubricant and additive, according to the invention contains as an additive ultrafine diamond-graphite powder, as well as a finely dispersed metal salt in the following ratios of components, wt. %:
Ultrafine diamond graphite powder - 0.2-5
Fine metal salt - 2-15
Soap grease - up to 100
Tin sulfate (SnSO ₄ ), copper sulfate (CuSO ₄ ), barium sulfate (BaSO ₄ ), lead sulfate (PbSO ₄ ), barium sulfide (BaS) were used as a finely dispersed metal salt.

Заявляемая смазка обладает высокими антифрикционными свойствами. Это объясняется тем, что соли металлов заполняют макротрещины, а твердые частицы алмаза и мягкие частицы графита - микротрещины и микронеровности, упрочняя поверхностный слой и масляную пленку, тем самым существенно уменьшая износ и понижая коэффициент трения. Алмаз выполняет роль абразивного материала, за счет чего в процессе приработки и обычной эксплуатации происходит процесс субмикрорезания одиночных микровыступов, что приводит к заметному увеличению фактической площади контакта пар трения. The inventive grease has high antifriction properties. This is explained by the fact that metal salts fill macrocracks, and diamond solid particles and soft graphite particles microcracks and microroughnesses, strengthening the surface layer and oil film, thereby significantly reducing wear and lowering the friction coefficient. Diamond plays the role of an abrasive material, due to which, during the running-in and normal operation, the process of sub-microcuts of single microprotrusions occurs, which leads to a noticeable increase in the actual contact area of friction pairs.

Ультрадисперсный алмазографитовый порошок (УДП-АГ) получен из ВВ с недостаточным кислородным балансом динамическим способом согласно а. с. 1165007, нашедшим промышленное применение. Ultrafine diamond-graphite powder (UDP-AG) was obtained from explosives with insufficient oxygen balance in a dynamic manner according to a. from. 1165007, which found industrial application.

Для экспериментальной проверки заявляемой смазки были подготовлены пять составов смазок, приведенных в таблице 1. For experimental verification of the inventive lubricants were prepared five formulations of lubricants are shown in table 1.

Процесс изготовления пластичной смазки состоит в следующем. УДП-АГ вместе с высокодисперсной солью сульфата олова диспергировался в промежуточной дисперсионной среде (бензин, ацетон и др. жидкости) 15 минут, после выпаривания перемешивался механически. Размер частиц порошка алмаза и графита в среднем составлял 10^-2 мкм. Соотношение компонентов в УДП-АГ может составлять от 2 до 50% алмаза и от 50 до 98% графита.The manufacturing process of grease is as follows. UDP-AG together with the finely divided salt of tin sulfate was dispersed in an intermediate dispersion medium (gasoline, acetone, and other liquids) for 15 minutes, after evaporation it was mechanically mixed. The particle size of the powder of diamond and graphite averaged 10 ^-2 microns. The ratio of components in UDP-AG can be from 2 to 50% diamond and from 50 to 98% graphite.

Каждый состав смазки испытывался на восьми образцах из материала Сталь-45. Измерялись максимальная удельная нагрузка, коэффициент трения и интенсивность износа. Испытания на износ проводились на машине трения СМТ-1 при нагрузке до 5 кН. Износ определялся весовым методом по разнице масс до и после испытаний. Весовую интенсивность износа находили по формуле

где m - убыль массы образца, кг;
S - площадь контакта, м²;
L - путь трения, м.Each lubricant composition was tested on eight samples of Steel-45 material. The maximum specific load, friction coefficient and wear rate were measured. Wear tests were carried out on a SMT-1 friction machine at a load of up to 5 kN. Depreciation was determined by the gravimetric method according to the mass difference before and after the tests. The weighted wear rate was found by the formula

where m is the decrease in mass of the sample, kg;
S is the contact area, m ² ;
L is the friction path, m

Результаты испытаний представлены в таблице 2. The test results are presented in table 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, позволяют заключить, что при концентрации 0,2-5% ультрадисперсного алмазографитового порошка, заявляемая смазка показывает уменьшение интенсивности износа в два раза и коэффициент трения на 12-15%. В то же время нагрузочная способность возрастает на 25%. При уменьшении концентрации УДП-АГ происходит режим трения, обычный для смазки без присадок. В случае, если концентрация будет больше 5%, то трение переходит в режим неустойчивого граничного трения, сопровождающегося ростом коэффициента трения и износа. The results shown in table 2 allow us to conclude that at a concentration of 0.2-5% of ultrafine diamond-graphite powder, the inventive lubricant shows a decrease in wear rate by half and a friction coefficient of 12-15%. At the same time, the load capacity increases by 25%. With a decrease in the concentration of UDP-AG, a friction regime occurs, which is usual for lubrication without additives. If the concentration is more than 5%, then the friction passes into the regime of unstable boundary friction, accompanied by an increase in the coefficient of friction and wear.

Данные, полученные в ходе испытаний, свидетельствуют о том, что предлагаемая смазка обладает значительно более высокой противоизносной и антифрикционной способностью, что обеспечивает улучшение рабочих характеристик механизмов и повышение срока службы машин. Проведенные производственные испытания заявляемой пластичной смазки в подшипниках ступиц колес автомобиля ЗиЛ-130 и автобуса "Икарус" показывают, что после пробега 16 тыс.км весовой износ подшипников в 2,2 раза меньше, чем с другими пластинчатыми смазками. The data obtained during the tests indicate that the proposed lubricant has a significantly higher anti-wear and antifriction ability, which ensures improved performance of the mechanisms and increase the service life of the machines. The production tests of the inventive grease in the wheel hub bearings of the ZiL-130 automobile and the Ikarus bus show that after a run of 16 thousand km the weight wear of the bearings is 2.2 times less than with other lubricants.

Механизм действия других солей металлов, а именно: сульфата меди (CuSO₄), сульфата бария (BaSO₄), сульфата свинца (PbSO₄) и сульфида бария (BaS) одинаков по сравнению с сульфатом олова (SnSO₄). Их концентрация в смазке так же составляет от 2 до 15%. Исследования показали, что значения интенсивности износа, максимальной удельной нагрузки и коэффициента трения довольно близки между собой в случае замены одной высокодисперсной соли металла на другую. Возможные различия в результатах находятся в пределах погрешности эксперимента.The mechanism of action of other metal salts, namely: copper sulfate (CuSO ₄ ), barium sulfate (BaSO ₄ ), lead sulfate (PbSO ₄ ) and barium sulfide (BaS) is the same as that of tin sulfate (SnSO ₄ ). Their concentration in the lubricant also ranges from 2 to 15%. Studies have shown that the values of wear rate, maximum specific load and friction coefficient are quite close to each other in the case of replacing one finely divided metal salt with another. Possible differences in the results are within the experimental error.

Claims

1. Grease containing soap plastic grease and an additive, characterized in that the grease as an additive contains ultrafine diamond-graphite powder and a highly dispersed metal salt in the following ratios of components, wt.%:
Ultrafine diamond-graphite powder - 0.2 - 5
Fine metal salt - 2 - 15
Soap Grease - Up to 100
2. Grease according to claim 1, characterized in that it contains tin sulfate (SnSO ₄ ) as a highly dispersed metal salt.

3. Grease according to claim 1, characterized in that as a highly dispersed metal salt contains copper sulfate (CuSO ₄ ).

4. Grease according to claim 1, characterized in that, as a highly dispersed metal salt, it contains barium sulfate (BaSO ₄ ).

5. Grease according to claim 1, characterized in that, as a highly dispersed metal salt, it contains lead sulfate (PbSO ₄ ).

6. Grease according to claim 1, characterized in that it contains barium sulfide (BaS) as a highly dispersed metal salt.