пластичная смазка для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов

Формула изобретения

Пластичная смазка для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов, содержащая дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку - фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку - трикрезилфосфат при следующем соотношении исходных компонентов смазки, мас.%:

Дисперсионная среда: - 86,5-87,42

- смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов - 37,46-39,44;

- диоктилсебацинат - 37,46-39,44;

- триоктилфосфат - 22,08-24,08,

Дисперсная фаза (загуститель): - 8,23-8,78

Продукт взаимодействия

- октадециламина - 3,57;

- полиизоцианата - 3,47-3,89;

- анилина - 1,18-1,32,

Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин - 0,45-0,55

Противоизносная присадка трикрезилфосфат - 3,9-4,1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению пластичных смазок для высокоскоростных радиально-упорных подшипников, и предназначена для использования в приводных двигателях роторно-вибрационных гироскопов и синхронных гиромоторов в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.

В настоящее время значительно возросли требования по работоспособности, предъявляемые к пластичным смазкам для подшипников скольжения. Смазки должны обеспечить длительный ресурс работы подшипников при нагрузках до 150 МПа. Для обеспечения длительного ресурса работы подшипников скольжения, смазки должны обладать хорошими смазочными, антифрикционными и антикоррозийными свойствами, специфическими реологическими свойствами, обеспечивающими хорошую подпитку узлов трения и минимальные энергетические затраты на трение. Известны пластичные смазки для узлов трения скольжения, соответствующие спецификациям США MIL-G-81827 и MIL-G-21164 C, Mobilgrease-29, фирмы "Mobil oil", "Aeroshell-17", фирмы "Sheil oil", Isoflex PDL 300 A, фирмы "Kluber Lubr" и др. (В.В.Синицин. Пластичные смазки за рубежом. М., Химия, 1983). Две первые смазки содержат загущенные гекторитовой глиной углеводородные синтетические масла, с добавкой не менее 5% дисульфида молибдена. Смазка Isoflex PDL 300 А является мыльной (литиевое или кальциевое мыло), также на синтетическом углеводородном масле.

У всех указанных смазок ресурс работы в узле трения при одноразовой заправке довольно низок, то есть они требуют систематической подпитки узла трения.

Известна смазка (пат. РФ 2114161, кл. C10M 169/06), содержащая, мас.%:

12-Оксистеарат лития	4-7
Стеарат лития	10-14
Диалкилдитиофосфат цинка	4-6
Нитрованное масло	1-1.5
Нефтяное масло с температурой
застывания не выше 40°С	Остальное

Смазка отличается невысокими низкотемпературными свойствами и не может применяться в низкотемпературных узлах трения скольжения современной авиационной техники.

Известна смазка (пат. РФ 2103331, кл. C10M 125/04) для тяжелонагруженных подшипников скольжения, содержащая, мас.%:

12-Оксистеарат лития	4,0-4,8
Дисульфид молибдена	0,4-0,9
Бронзовая пудра	6-8
Нефтяное масло	Остальное

Смазка характеризуется неудовлетворительными низко- и высокотемпературными свойствами, вытекает из узлов трения скольжения с высокими скоростями перемещения сопряженных деталей.

Известна смазка (пат. РФ 2030451, кл. C10M 169/04), содержащая, мас.%:

12-Оксистеарат лития	3-5
Полиэтилен молекулярной массы 30000-50000	0,5-1,5
Полиизобутилен молекулярной массы 10000-20000	0,25-1.0
Диалкилдитиофосфат цинка	0,5-2
Продукт высокотемпературного сульфирования нефтяной фракции (с т.выкип. 240-320º °С)	1,0-5,0
Дисульфид молибдена	1,0-5,0
Диизооктиловый эфир себациновой кислоты	1,0-5,0
Нефтяное масло	Остальное

Смазка отличается плохими высокотемпературными свойствами (низкой температурой каплепадения, низкой коллоидной стабильностью) и низкими прочностными свойствами.

Известно, что пластичные смазки, содержащие в качестве загустителя полимочевину, обладают водостойкостью, сохраняют смазывающие свойства при длительной работе при температурах от (-70°С до 260°С).

(Данилов А.М. "Пластичные смазки на полимочевинах". - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1995 г., с.68).

Известна, например, пластичная смазка на основе смазочного масла, содержащая моно- и/или загуститель, имеющий 1-8 уреидных групп, 0,5-10 мас.% и соль щелочноземельного металла низкомолекулярной карбоновой кислоты, содержащей 1-3 углеродных атома, 3-30 мас.% (Патент СССР 511868, C10M 115/08, 1977 г.). Недостатком этих смазок является их пониженная работоспособность при высоких температурах. Кроме того, мономерные изоцианаты, используемые для получения загустителя, токсичны и работа с ними требует специальных мер предосторожности. Известна другая пластичная смазка, содержащая:

Полимочевинный загуститель	5-20
Диалкилдитиофосфат цинка	0,5-3,0
Тиодифениламин	0,5-2,0
Нефтяное и/или синтетическое масло	Остальное

(Патент РФ 1623187, C10M 115/08, 1995 г.).

Недостатком этой смазки также является пониженная работоспособность при высоких температурах.

Из RU 2160766, 20.12.2000 г. известна другая пластичная смазка для использования в узлах трения машин и механизмов, работающих в условиях повышенной температуры, высоких нагрузок и скоростей и в контакте с агрессивной средой, в частности в подшипниках качения электрооборудования, насосов на линиях горячей воды; в узлах трения запорной арматуры газовых линий.

Известная смазка содержит нефтяное и/или синтетическое масло 5-25 мас.% полимочевинного загустителя, представляющего собой продукт взаимодействия октадециламина, анилина и полиизоцианата, в котором массовая доля изоцианатных групп составляет 35-38%.

При необходимости пластичная смазка может содержать антиокислительную, ппротивоизносную, антифрикционную добавки. Данная смазка способна продолжительно работать в узлах трения машин и механизмов, работающих в контакте с агрессивными средами, но не пригодна для использования для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов.

Технической задачей заявленного изобретения является получение пластичной смазки, пригодной для высокоскоростных радиально-упорных подшипников для гироскопов и синхронных гиромоторов, работоспособной в интервале рабочих температур от минус 50°С до плюс 150°С.

Поставленная техническая задача достигается тем, что пластичная смазка по изобретению содержит дисперсионную среду, дисперсную фазу и присадки функционального назначения, при этом дисперсионная среда содержит смесь маловязких полиальфаолефиновых углеводородов ПАОМ-4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат, дисперсная фаза содержит загуститель, представляющий собой продукты взаимодействия октадециламина, полиизоцианата и анилина, а присадки функционального назначения содержат антиокислительную присадку фенил-альфа-нафтиламин и противоизносную присадку трикрезилфосфат при следующем соотношении исходных компонентов смазки в мас.%:

Дисперсионная среда:	84,0-90,0
- смесь маловязких полиальфаолефиновых
углеводородов	37,46-39,46
- диоктилсебацинат	37,46-39,46
- триоктилфосфат	22.08-24.08
Дисперсная фаза (загуститель):	8,0-9,0
Продукт взаимодействия
- октадециламина	35,48-35.92
- полиизоцианата	3.47-3.89
- анилина	1.18-1.32
Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин	0,45-0,55
Противоизносная присадка трикрезилфосфат	3.9-4.1

Состав пластичной смазки готовят следующим образом.

Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин используется как Неозон А.

1) Приготавливают раствор присадки неозона А в трикрезилфосфате при перемешивании и нагревании;

2) Готовят дисперсионную среду путем смешивания в варочном аппарате компонентов дисперсионной среды (полиальфаолефинового масла ПАОМ 4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат);

3) Готовят растворы полиизоцианата в полученной дисперсионной среде; растворы смеси октадециламина и анилина в дисперсионной среде;

4) Совмещают полученные растворы полиизоцианата и аминов;

5) Реакционную массу нагревают и выдерживают некоторое время при этой температуре, охлаждают и получают готовую пластичную смазку по изобретению.

В таблице 1 представлен пример состава пластичной смазки, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.

В таблице 2 представлены основные свойства пластичной смазки по изобретению.

Как следует из представленных данных, полученная пластичная смазка по изобретению имеет хорошие (высокие) основные свойства и работоспособна в условиях температур от минус 50°С до плюс 150°С, и пригодна для высокоскоростных радиально-упорных подшипников гироскопов и синхронных гиромоторов.

Таблица № 1
Состав пластичной смазки
Наименование компонента	Содержание, мас.%
1. Дисперсионная среда в соотношении 1:1:0,6	87,00
- маловязкие полиальфаолефиновые углеводороды ПАОМ-4	38,46
- диоктилсебацинат термостабильный	38,46
- триоктилфосфат	23,08
2. Дисперсная фаза (загуститель)	8,50
- октадециламин	3,57
- полиизоцианат	3,68
- анилин	1,25
3. Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин	0,50
4. Противоизносная присадка трикрезилфосфат	4,0

Таблица № 2
Основные свойства пластичной смазки
Наименование показателей	Норма СТО 07548712-008-2010	Показатели качества	Метод испытания
1. Внешний вид	Однородная мягкая мазь	Однородная мягкая мазь	Визуально, с доп. по п.7.2 настоящего СТО
2. Температура каплепадения, °C, не ниже	175	185	По ГОСТ 6793
3. Предел прочности на сдвиг при 50°C, Па, не менее	100	130	По ГОСТ7143 (Метод Б)
4. Вязкость, определяемая на капиллярном вискозиметре АКВ-2, Па·с:
- при минус 50°C и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1, не более	300	168	По ГОСТ 7163
- при 50°C и среднем градиенте скорости деформации 1000 с-1, не менее	0,5	1,0
5. Коллоидная стабильность при нагрузке 3 Н, % выделившегося масла, не более	8,0	7,31	По ГОСТ 7142
6. Испаряемость при 150°C, 1 час, %, не более	-	0,94	По ГОСТ 9566
7. Пенетрация при 25°C с перемешиванием 60 двойных тактов, 10-1 мм	300-360	322	По ГОСТ5346
8. Коррозионное воздействие на металлы при 100°C в течение 24 ч:	Выдерживает	Выдерживает	По ГОСТ 9.080
- медь марки M1
9. Содержание воды	Отсутствие	Отсутствие	По ГОСТ2477 с доп. по п.7.3 настоящего СТО
10. Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения:			По ГОСТ 9490
- диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 196 Н и температуре (20±5)°C, не более	0,6	0,31
11. Содержание механических примесей диаметром частиц более 0,028 мм	Отсутствие	Отсутствие	По ГОСТ 9270

В том случае, если соотношение компонентов дисперсионной среды будет иное, например, 1:1:1, то некоторые свойства пластичной смазки ухудшаются: предел прочности на сдвиг при 50°C, коллоидная стабильность и вязкость.