Трансмісійне масло
Трансмісійна олія з високими споживчими властивостями для важко навантажених пар тертя зубчастих передач містить, мас.%: літієве мило 12-оксистеаринової кислоти 2,0-2,6; дисульфід молібдену 0,2-0,5; бронзова пудра 28-32; нафтова олія до 100. 1 з. п. ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до мастильних матеріалів, призначених для змащення зубчастих передач та інших пар тертя трансмісій транспортних машин, зокрема автомобілів та автобусів.
У трансмісіях транспортних засобів зазвичай використовують олію ТАП-15В або олію ТАД-17І (Колосюк Д.С., Кузнєцов А.В. Автотракторні палива та мастильні матеріали. Київ. Головне видавництво видавничого об'єднання "Вища школа", 1987, с. 192) . При цьому відомі спроби створення трансмісійних олій з покращеними характеристиками, що перевершують експлуатаційні показники згаданих олій.
Відомо трансмісійне масло, створене на основі мінеральної олії, що містить, мас. %: 1,5-5 високодисперсного вуглецю, 3,0-5,0 диалкилдитиофосфата цинку, 6,0-20,0 смоловмісного залишку перегонки нафти, 0,5-1,0 диалкилнафталина (авт. св. N 633895, кл. C 10 (M 125/02). У цієї трансмісійної олії, як зазначено в авт. св. N 925991, невисока колоїдна стабільність, що робить небажаним його використання у трансмісіях, у яких можливі тривалі перерви у роботі.
Відома мастило трансмісійних передач, що містить нафтове масло, а також осернений залишковий нафтопродукт 42-65%, окислений петролатум 2-9%, трибутилфосфат та/або диалкілдитиофосфат цинку 1-6%, амід кубового залишку синтетичних жирних кислот 5. Св. N 863620, кл. C 10 M 133/56). Але при використанні такого мастила термін служби пар тертя недостатній.
Відома з авт. N 1616973, кл. C 10 M 133/16,мастильна композиція для важконавантажених вузлів тертя, що містить базову основу (мильне пластичне мастило), мідьвмісний порошок і стабілізатор (моноетаноламід синтетичних жирних кислот фракції C10-C16) при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Мідьвмісний порошок -0-0 ,05 Мильна пластинчаста мастило - Інше У цій мастильній композиції знижена седиментаційна стійкість, обумовлена недостатньо поверхнево-активними властивостями стабілізатора.
Найбільш близьким за складом і призначенням є мастило для зубчастих передач, що містить наступні компоненти, мас.%: Літієве мило 12-оксистеаринової кислоти - 3-5 Поліетилен - 0,15-1,5 Поліізобутилен - 0,25-1,0 Діалкілдитиофосфат цинку - 0,5-2,0 Продукт високотемпературного сульфідування нафтової фракції - 1-5 Дисульфід молібдену - 1-5 Дізооктиловий ефір сетацинової кислоти - 1-5 Нафтова олія - Інша (патент Україна N 2030451, кл. C 10 M 169/04, 1992).
При використанні такого мастила в трансмісіях транспортних засобів для змащування сильно навантажених пар тертя термін служби останніх виходить недостатнім, при цьому таке мастило є порівняно дорогим, так як воно містить багато таких дефіцитних продуктів як літієве мило, дисульфід молібдену.
Вирішуваною задачею є створення стабільного за складом і властивостями трансмісійної олії для важко навантажених пар тертя зубчастих передач з високими трибологічними властивостями при порівняно малих витратах на його виробництво.
Розв'язання згаданої задачі забезпечене шляхом надання маслу особливої структури та певним поєднанням його фізичних властивостей, насамперед щільності та в'язкості.
Потрібний технічний результат досягається тим, що трансмісійне масло,містить нафтову олію, літієве мило 12-оксистеаринової кислоти, дисульфід молібдену, додатково містить дрібну бронзову пудру при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Литієве мило 12-оксистеаринової кислоти - 2,0-2,6 Дисульфід - 0,2-0,5 Бронзова пудра - 2,8-3,2 Нафтове масло - до 100 Використовуване літієве мило 12-оксистеаринової кислоти має йодне число від 4 до 8, при цьому в склад трансмісійної олії додатково введені поліізобутилен, дифеніламін і окис цинку при наступному їх співвідношенні, мас. %: Поліізобутилен - 0,2-0,6 Дефеніламін - 0,05-0,1 Окис цинку - 2,6-3,2 При такій композиції трансмісійна олія має підвищену щільність і в'язкість, причому більш податливо при низьких температурах навіть за своєму застиганні. Крім того, воно виходить металоплакувальним, що сприяє надійному функціонуванню важко навантажених пар тертя і внаслідок цього може успішно використовуватися в конічних та гіпоїдних зубчастих передачах. При зазначеному складі воно має високу седиментаційну стійкість, завдяки чому його властивості є стабільними, що зберігаються навіть за тривалих перерв у роботі зубчастих передач.
Як дисперсійне середовище трансмісійної олії використано мінеральну олію з протизадирними присадками, а саме або масло ТАП-15В (ГОСТ 23652-79), що виготовляється з суміші екстрактів залишкових масел фенольної очищення і дистилятних масел або фільтрату знемаслювання парафіну, що містить універсальне масло ТАд-17І (ГОСТ 23652-79), що виготовляється на мінеральній основі, що містить багатофункціональну серофосфоровмісну присадку, а також депресорну та антипінну присадки. У цю дисперсійну середу вводять літієве мило12-оксистеаринової кислоти з дисульфідом молібдену з розрахунку 233 г згаданого літієвого мила та 3,51,5 г дисульфіду молібдену на 1 кг готового продукту. Потім дисперсійне середовище додають дрібну бронзову пудру в кількості 30 5 г і ретельно перемішують композицію для забезпечення обволікання дрібних частинок бронзової пудри згаданим металевим милом і присадками, наявними в дисперсійному середовищі. Вступаючи у фізико-хімічний зв'язок з частинками бронзової пудри, металеве мило і компоненти дисперсійного середовища утворюють у трансмісійній олії дуже дрібні згустки, що включають ці частинки. Завдяки Броунівському руху вони безперервно дрейфують і при цьому, внаслідок того, що їх щільність близька до середньої щільності масла, перемішуються з рештою трансмісійної олії, це забезпечує високу седиментаційну стійкість олії трансмісійної. У скляній банці, заповненій таким маслом, розшарування не відзначалося навіть при тривалому його зберіганні.
Використовуване літієве масло має йодне число в інтервалі від 4 до 8. Крім нього до складу трансмісійної олії для підвищення його споживчих властивостей введені також поліізобутилен, дифеніламін і окис цинку при наступному співвідношенні, мас.%: поліізобутилен 0,3-0,6; дифеніламін 0,05-0,1; окис цинку 2,6-3,2.
При випробуванні створеної трансмісійної олії були приготовлені рівні його склади, що відрізняються співвідношенням компонентів. Перший склад містив у нафтовому маслі, мас.%: літієве мило 12-оксистеаринової кислоти 2,0, дисульфід молібдену 0,2, бронзову пудру - 2,8; другий склад: вказане літієве мило – 2,3, дисульфід молібдену – 0,35, бронзову пудру – 3,0; третій склад: вказане літієве мило – 2,6, дисульфід молібдену – 0,5, бронзову пудру – 3,2. Усетри склади були випробувані на колоїдну стабільність шляхом витримки їх протягом тижня у прозорій пробірці.
Спостереження за розподілом бронзової пудри за висотою пробірки показало, що у всіх згаданих складах вона зберігається у всьому обсязі.
Найбільш оптимальну сукупність властивостей, що стосуються зносостійкості, колоїдної стабільності, в'язкості, стійкості, має трансмісійну олію, яка в дисперсійному середовищі, утвореному маслом ТАД-17І, містить літієве мило 12-оксистеаринової кислоти, дисульфід молібдену і вищезгадану брон близьких до середніх.
Створена трансмісійна олія при оптимальному складі при температурі 20 o має щільність 1,3 г/см 3 . Динамічна в'язкість за нормальної температури - 12 o З дорівнює 170 Пас.
При зниженні температури масло починає застигати при температурі - 7 o C. Однак, застигаючи, воно зберігає велику пластичність завдяки своїй специфічній, як би "пухкій" структурі, що легко руйнується при деформації зсуву внаслідок малої міцності каркаса, що утворюється загусником і наповнювачем.
Створене масло має велику в'язкість, завдяки чому в перервах роботи механізмів воно затримується в зазорах між деталями, що труться, створюючи між ними необхідну захисну масляну плівку, що надійно і ефективно оберігає деталі від задира і зайвого зносу при пуску механізму в роботу.
Створена трансмісійна олія випробувана у Всеукраїнському науково-дослідному інституті з переробки нафти "ВНІІНП" на чотирикульковій машині тертя порівняно з товарною трансмісійною олією ТАД-17І. Результати випробувань дано в табл.1, в якій наведено трибологічні характеристики.
При порівняльних випробуваннях мастильних матеріалів(відомого ТАД-17І та запропонованого) встановлені кращі пускові властивості у трансмісійної олії, виконаної згідно винаходу, при цьому різниця істотно позначається саме зі зниженням температури навколишнього середовища, що чітко видно з наступної табл.2.
З маслом ТАД-17І до ремонту коробки передач пробіг мікроавтобуса РАФ, що використовується як маршрутний такий, становить в середньому лише 30-40 тис. км. При використанні створеної трансмісійної олії коробка передач прослужила без ремонту на цьому автобусі при його пробігу понад 90 тис.км.
Створена трансмісійна олія має доступну ціну, а її зберігання навіть протягом тривалого часу не викликає втрати ним цінних робочих властивостей, що є у неї.
1. Трансмісійна олія, що містить нафтову олію, літієве мило 12-оксистеаринової кислоти, дисульфід молібдену, яке відрізняється тим, що воно додатково містить бронзову пудру при наступному співвідношенні компонентів, мас.
Літієве мило 12-оксистеаринової кислоти 2,0 2,6 Дисульфід молібдену 0,2 0,5 Бронзова пудра 2,8 3,2 Нафтова олія Інша 2. Олія по п.1, що відрізняється тим, що літієве мило 12-оксистеаринової кислоти має йодне число 4 8, при цьому до складу масла додатково введені, мас.
Поліізобутилен 0,3 0,8 Дифеніламін 0,05 0,1 Окис цинку 2,6 3,22