Смазочная композиция

Смазочная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗЩИЯ, содержащая нефтяное масло и суспендированное нефтяное масло, охлажденное до температуЕял его застывания, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения тёплоотводящих свойств и снижения расхода масла, композиция дополнительно содержит суспендированийе чешуйчатый лед или твердую двуокись углерода при следующем соотношении компонентов, об.%: Суспендированное нефтяное масло2-25 Суспендированный чешуйчатый лед.2-35 или суспендированная твердая двуокись . углерода 0,5-15 (Л Нефтяное масло До 100

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 0,Ñ 10 М 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;- :::

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54 ) (57 } СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая нефтяное масло и суспендированное нефтяное масло., охлажденное до температуры его застывания, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения теплоотводяших свойств и снижения расхода масла, композиция дополнительно содержит суспендированные чешуйчатый лед или твердую двуокись углерода при следующем соотношении компонентов, об.В:

Суспендированное нефтяное масло 2-25

Суспендированный чешуйчатый лед,2-35 или суспендированная твердая двуокись углерода 0

Нефтяное масло, 5-15

До 100 (21 ) 3277918/23-04 . (22 ) 23.04. 81 (46 ) 23.07.83. Вюл. Р 27 (72) B.Н.Казанский (71 ) Уральский филиал Всесоюзного дваж- ды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинс. кого ,(53), 621.892(088.8) (56) 1. Сб. "Присадки к маслам. Труды

2-го Всесоюзного научно-технического совещания". М., "Химия", 1966, с.360365.

2. Патент США Р 3269946, кл.25232.5, опублик. 1965.

3, Авторское. свидетельство СССР

Р 722939, кл. С 10 N 1/04, 1980. (прототип ).

„„SU„„1030399 A

С::

МФ

ЦИИВ

Ю

С О е)

СФ

Ж

ЯР

1030399

2-35

Изобретение относится к составам смазочных материалов, используемых в айстемах гидродинамической смазки

BcggtIBIIHHKDB скольжения турбомашин., Известны смазочные материалы на основе нефтяных масел, содержащие раз-5 личные присадки, улучшающие эксплуата-. ционнйе свойства этих материалов, ис-

ПОльзуемых для смазки турбин (1 .

Известны смазочные материалы, представляющие собой водомасляные эмуль- 10 сии, имеющие лучшие теплоотводящие свойства, чем чистые масла(2 ).

Однако эти материалы имеют недостаточно высокие эксплуатационные свойства.

Известна смазочная композиция, используемая в теплоэнергетике для смазывания подшипников паровых и газовых турбин, содержащая нефтяное масло и

2-25 об.Ъ суспендированного базового масла., охлажденного до температуры его 0 застывания 3 j.

Недостатком известной смазочнои композиции является ее ограниченная тйплоаккумулирующая способность, обусловленная довольно низким значением предельно допустимой концентрации застывших при охлаждении частиц масла (25 об.Ъ ), IlocKQJlbKy при концент. рациях этих частиц более 25 об.В суспензия становится структурно не- 30 устойчивой (начинается коагуляция частиц, быстрое их осаждение, ухудшение работы смазочного клина в подшип,нике ).

Целью изобретения является улучше-35 ние теплоотводящих свойств и снижение расхода смазочной композиции при сохранении ее эксплуатационных свойств: противоизносных, антифрикционных, смазывающих и других. 40

Поставленная цель достигается тем, что смазочная композиция, содержащая нефтяное масло и суспендированное нефтяное масло, охлажденное до температуры его застывания, дополнительно содержит суспендированные чешуйчатый 45 лед или твердую двуокись углерода при следующем соотношении компонен- тов, об.Ъ:

Суспендированное нефтяное масло 2-25 50

Суспендированный чешуйчатый лед или суспендированная твердая двуокись углерода 0,5- 15 55

Нефтяное масло До 100

Для получения суспензии приготовляют смеси, содержащие каждая 2,10 и 25 об, Ъ суспендированных застывших при охлаждении частиц фазового масла Тп-22 и дополнительно 2,20 и 35 об.Ъ суспендированного чешуйчатого вб-1 дяного льда, а также 0,5 и 15 об.В суспендированной твердой двуокиси углерода.

Каждую суспензию длительно (2050 ч) проверяют в экспериментальном гидродинамическом подшипнике с диаметром цилиндрической расточки

150 мм, шириной вкладыша 150 мм, относительным диаметральным зазором 1,3* х 10, при удельной нагрузке 15 кг/см и частоте вращения вала 5000 об/мин.

Для приготовления чешуйчатого водяного льда йспользуют кристаллизатор непрерывного действия конструкции

ВНИХИ (300 испарительных плит размером 400 х 300 мм, щелевой зазор

1 мм, фитильный капляр в виде сетки- Р 90 ) с автономной холодильной установкой и фреоновым компрессорноконденсаторным агрегатом.

Для приготовления суспендированных частиц базового масла используют диспергирующее устройство УралВТИ, оборудованное распыливающей форсункой, встроенной в потолочной части осадительной колонны (заключенной в криогенную рубашку ) — по аналогии с известным устройством.

Для приготовления суспендированных частиц "сухого снега" используют статический вихревой диспергатор конструкции УралВТИ.

Характеристика базового масла: турбинное марки Тп-22 ГОСТ 9972-74, содержание серы 2% плотность. при

35ОС вЂ” 885,4 кг/мм удельная теплоемкость при 35ОС вЂ” 1,84 кДж/кг, дина мическая вязкость при 35 С - 39 х х 1ФПа-с.

При испытаниях измеряют: расход композиции на выходе из подшипника (объемным методом), концентрацию и дисперсность суспендированных частиц (методом микрофотографирования), потери мощности на трение (позагрузке приводного электродвигателя ), температуру масла и баббита (термопа рами ХК ),вязкость исходной компоэиции (вйскозиметром ВПШ ), энтальпию исходной смеси стандартным калориметром, толщину смазочного слоя в подшипнике (индуктивными датчиками и прибором ЕИ-12 ).

Экспериментальные характеристики смазочных композиций .и их состав приведены в таблице.

1030399 4

Смазочная композиция

ПоКазатели боз наче

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ние

Ч„„ 100 90 80 85 63 73 40 83 74,5 81 38

2 25 25 2 25

2 25 чешу йч ато-. го водяного льда

2 35

20

15 0,5 17

15 энтальпия, кДж/кг

64 40 -19 -29 -&7 -.6 -142 -33 0 -38 --154

/ 39 96 74 65. 100 :. 86 142 . 66 82 55 188

Параметры подшипника:.

0,08 0,16 0,21 Неустойчи-. вые и ненадежные

0,47 0,32 0 19 0 17 0,12 0,2

65 75

75 75 75 потери мощ ности на трение, кВт Й 23,8 24,1 23,9 24,5 24,5 24,3 25,1 24 24,8.Содержание, об.Ъг базового масла. суспендированных отвердев ших при .охлаждении частиц ..масла частиц двуокиси углерода

Параметры исходной смазочной композиции динамическая вязкость

10 Па. с. расход смазочной компози ции, кг/с максимальная температура баббита, С минимальная толщина смазочной пленки,мкм

t0 70 65 67 70 65 68

5 65 67 70 72 70 72

75 Режимы работы опоры скольжения

1030399 б

Теплоотводящие свойства композиции улучшаются в широком. диапазоне изменения концентрации суспендированных.частиц. Однако смазывающие свой ства композиции, обусловливающие грузоподъемность масляно клина, 5 отсутствие вибрации и износа, невысокие нагревы масла и вкладыша достигаются лишь при определенных концентрациях, не превышающих 25 об.Ъ для суспендированных частиц, отвер-, 10 девших при охлаждении частиц нефтяного масла, 35 об.Ъ для чешуйчатого водяного льда, 15 об.Ъ для суспендированных частиц двуокиси углерода. f5

При содержании суспендированных примесей, превышающих предельно допустимые концентрации смазочные композиции ухудшают служебные свойства: начинается агломерация частиц, изменяются вязкостные характеристики, появляется износ поверхностей трения.

В сМазочном зазоре суспензия ведет себя подобно любому смазочному материалу: вдоль клина образуется не. сущий слой, эффективность которого определяется динамической нязкостью композиции (суспензии)и относительной скоростью скольжения сопряженных пойерхностей трения.

ЗО

Суспензия постепенно разогревается, застывшие частицы расплавляются или:сублимируются. Однако, как показали эксперименты, суспензия все же остается устойчивой в течение 35 временй, необходимого для прохождения ее вдоль рабочего зазора подшипника (доли секунды). !

Частицы, распланляясь или сублимируясь, отбирают от масла и трущихся40 понерхностей тепло, которое ранее было отведено при замораживании водяного льда и (или«двуокиси углерода. В результате этого интенсифицируются процессы теплоотвода в подшип- 45 нике: по сравнению с обычным маслом заданный расход суспензии способен отвести большее количество тепла или, наоборот, при заданном количестве отводимого тепла возможно сокра- 50 щение расхода суспензии.

Смазочная композиция, содержащая суспендированные частицы, не должна ухудшать свойственных ей основных служебных свойств: антииэносных, антифрикционных, вязкостных (обеспечивающих несущий гидродинамический клин в подшипнике)и т.п., а возможное незначительное ухудшение эксплуатационных свойств (вспенивание, эмульгируемость ) можно ликвидировать введением присадок. В частности, для нейтрализации коррозионно-агрессивных снойстн воды, образующейся при расплавлении льда, возможно использование специальных антикорроэионных 65 присадок к маслу, или же обработка масла инертным газом, например той же двуокисью углерода.

Суспендированные частицы должны быть легкоплавкими (температура.плавления не выше 80-90 (100РС),чтобы они успели отдать маслу "скрытую" теплоту планления и (или ) сублимации при прохождении вдоль смазочного клина.

Главное требование к суспендированным частицам — это пониженная абразивная способность (твердость не выые 3-4 (5 ) кгс/мм ),необходимая для сохранения долговечности поверхностей трения.

Поскольку дополнительно вводимые частицы являются инородными по отношению к базовому маслу, необходимо, чтобы они поддавались известным сПособам сепарации (отстою, фильтрации, центрифугированию, вакуумированию и другим)после использования по прямому назначению в подшипнике, для последующего дозированного ввода.

II p и м е р 1. На радиальный подшипник с цилиндрической расточкой полункладышей диаметром 150 мм и относительным диаметральным зазором

1,3 10 Зподают 0,47 кг/с турбниного масла Тп-22 при 35 С и энтальпии б4 кЦж/кг..При частоте вращения вала 5000 об/мин и удельной нагрузке

15 кг/см2максимальная температура баббита полувкладышей 70 С, минимальная толщина смазочной пленки б5 мкм, потери мощности на трение 23,8 кВт.

Использование смазочной композиции, содержащей 70 об.Ъ базового масла

Тп-22, 10 об.Ъ суспендированных при охлаждении частиц базового же масла и

20 об.Ъ суспендированных частиц чешуйчатого водяного льда, позволило сни-. зить энтальпию исходной смеси до

-45 краж/кг, а расход (прокачивание ) композиции до 0,15 кг/с — при неизменных режимных параметрах (5000 об/мин, 15 кг/см ), обеспечив высокие антифрикционные свойства(потери мощности на трение составили

24,6 кВт ) и надежность смазочного клина (максимальная температура баббита 71 С, минимальная, толщина плено ки 70 мкм, отсутствие абразивного и иного вида износа.баббита).

Вода как продукт расплава льда, легко отстаивается н баке благодаря наличию в масле Тп-22 деэмульгирующей присадки. Наличие в масле ингибитора коррозии предотвращает ржавление конструкционных элементов подшипника.

Предлагаемая смазочная композиция: позволяет снизить в 3,1 раза расход смазочного материала за счет улучшения теплоотводящих свойств (уменьшения энтальпии ) без ухудшения режимных параметрон подшипника.

1030399

Составитель Л. Иванова

Техред Л. Пекарь Корректор А, Зимоносов

Редактор О.Половка

Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5132/29

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 2. Смазочная композиция получена путем смешения в начале образования масляного клина под.Шипника трех. потоков: 82 об.% базового масла Тп-22 при 35ОС; 10 об.% отвердевших при охлаждении до -55 С частиц базового масла, диспергированнык в осадительной колонне с криогенной рубашкой, 8 об.% суспендированных частиц двуокиси углерода, приготовленных в статическом вихревом дис- lo пергаторЕ УралВТИ. Энтальпия приготовленной композиции — 11 кДж/кг. .Микрофотографии подтвердили наличие в композиции суспендированных частиц размером 80-100 мкм. Экспериментальный подшипник надежно работал на приготовленной композиции, расход которой составлял 0,2 кг/с, т.е. величину в 2,3 раза меньшую, чем при прокачивании одного лишь базового масла (прн одинаковых режимных параметрах Нагрев баббита — не выше 73 С, толщина смазочной пленки †. не ниже 73 мкм, потери мощности на трение—

24,1 кВт..

Предлагаемая смазочная композиция обладает преимуществами перед известными композициями, главным образом с точки зрения возмоаности существенного снижения расхода смазочного материала без ухудшения служебных свойств смазки и снижения надежности гидродинамического клина в подшипнике.