Смазочная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сов .тских

Социалистических республик (6f ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 04.10.77(21) 2529575/23-04 (5(j M. Кл.

С 10 М 1 04 с нрисоединением заявки K

Bieyaapcssaaeal комитет

СССР (23) П риоритет йо деном нзооретеннй н открьпнй

0публиковаио 25.03.80. Бюллетень,% 11

Дата опубликования описания 28,03.80 (53 ) УД 1(62 1.8 92 (088.8) (72) Автор изобретения

В. H. Казанский (7l ) Заявитель

Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного

Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Д.зе.жинского (54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к свойствам смазочных материалов и может быть использовано в теплоэнергетике для смазывания и охлаждения подшипников и шеек валов высокотемпературных паро5 вых и газовых тур6ин.

Известны смазочные материалы на основе нефгяных масел, содержащие различные присадки, улучшающие эксплуатационные свойства этих материалов. К таким присадкам относятся ионол, повышающий термическую стабильность масла, дипроксамины, улучшающие деэмульгирующие свойства масел, олеиновая кислота (1) .

Однако указанные присадки не могут улучшить теплоотводяших свойств нефтяных масел. Например для смазывания и охлаждения подшипников и шеек валов

t высокотемпературных турбомашин, требуются смазочные л атериалы с повышенной теплоемкостью.

Известны смазочные материалы на основе нефтяных масел. ля улучшения их теплоотводящих свойств введена диспергированная (в виде мельчайших капель) вода, теплоемкость которой в два раза выше теплоемкости йефтепродуктов. К таким смазочным материалам относится водомасляная эмульсия (2).

Недостатки этого смазочного материала — его повышенная коррозионная агрессивность, интенсивная вспениваемость и испаряемость, недостаточные вязкость и маслянистость (т.е. собственно смазывающая способность), что особенно проявляется при увеличенном влагосодержании такого масла. Для смазывания подшипников высокотемпературных турбомашин необходимо масло, .хотя и с повышенными теплоотводящими свойствами, но без ухудшения других полезных качеств, свойственных нефтяным маслам.

Цель изобретения — улучшение теплоотводящих свойств смазочной композиции на основе нефтяного масла.

Указанная цепь достигается тем, что смазочная композиция, содержащая неПоказат

Температура базового масла

36 8 38,2 39,5

77,0

71,0 75

Т емпературе . внутри диспергатора t, 0С

-15 — 15 -15 ./

Этельпия го материале кДж/к

66,5 61 29

Динамическая вязкос гь )01

10 Па с

39,5 40 з 7229 фтяьое масло, дополнительно содержит ,2-25об.Ъ суспендировенного нефтяного масла, охлажденного до температуры его застывания.

Таким образом, смазочная композиция это механическая смесь исходного жидкого масле и суспендированных в нем отвердевших вследствие охлаждения честиц (от 30 до 100 мкм) базового масла.(B дальнейшем эта. смесь будет 1О называться суспензией).

На чертеже показана схеме приготовления суспензии для подшипника скольжения турбомашины. 15

Цвпфа вале 1 расположена внутри подшипника 2 скольжения и картера 3, гидревлически соединенного спивным мвслопроводом 4 с баком 5 для приема отработанного масла.

Насос 6 подает масло через маслоохладитель 7, где масло охлаждается от

60 С до 35-40 С, и трубопровод 8 частично по линии 9 на диспергирующее устройство 10, оборудованное распыливающей форсункой, встроенной в потолочной части осадительной колонны (заключенной в криогенную рубашку 11), частично по линии 12, подключенной к нижней приданной части оседительной колонны. Освдительнвя колонна заполнена возЭнтельпия базового . масла, кДж/кг 66,5

I 2.

39 4 духом и парами масле. Форсунка вначале приготовляет масляный туман, гидрозоль (частицы жидкого масла в парогазовой среде) затем, по мере осаждения и охлаждения, частицы масла застывают и в нижней части колонны образуется аэрозоль (смесь отвердевших частиц масла в парогазовой среде). Наконец, застывшие частицы масла достигают придонного потока масла (поступающего по линии

12), смешиваются с ним, образуя суспензию, которая по беэнапорному каналу 13 поступает к подшипнику.

Для получения суспензии подготавливают три смеси, содержащие каждая

2,16 и 25o6.% суспендироввнных застывших при охлаждении частиц базового масла Ткп-22..Каждую суспензию длительно (50-70 ч) проверяют в экспериментальном гидродинв ическом подшипнике скольжения с диаметром цилиндрической расточки 150 мм, шириной.вкладыша 150 мм, относительным диаметральным зазором

0,0013, при удельной нагрузке 10кг/см и частоте вращения вале 500 об/мин.

Контрольные опыты проводят на чистом базовом масле Ткп-22. По микрофотографиям оценивают размеры частиц застывшего масла (30-100 мкм).

В таблице приведены характеристики суспензий.

722939

Продолжение таблицы

Безразмерный коэффициент нагруженности подшипника

0,78 0,81 О 8

0,79

Минимальная толшина смазочного слоя, мкм

65.

58 60

Потери мощности на трение (ламинарный режим), кДж/с

0,58 0,61 0,6

0,56

Расход масла через подшипник С =(д

r/с

12,2 8,3

П р и м е ч а н и е. В таблице и дальше в тексте цифровые индексы при буквенных обозначениях параметров (., i. p G соответствуют нумерации элементов на схеме (см чертеж).

1<ак видно из таблицы, энтальпия сус- ся. Однако, как показали эксперименты, пензии ниже, чем у исходного (известно- суспензия все же остается устойчивой го) - азового. масла. Оптимальная добав- (т.е. не расплавляется полностью) в тека застывших при охлаждении частиц на- З5 чение времени необходимого для прохож.ходитс; в пределах 2,0-25об.%. При кон- дения ее вдоль рабочего зазора подшипцентрациях частиц более 25 об.% суспен- ника (доли секунды). зия становится структурно неустойчивой Диспергированные частицы расплав(начинается коагуляция и слияние частиц, ляясь отбирают от масла и трущихся побыстрое их осаждение), смазывающая верхностей тепло, которое отводят при

40 способность суспензии и грузоподъем- глубоком охлаждении частиц (-15 С ) ность подшипника снижается. При кон- и их замораживании, При этом интенсицентрации частиц менее 2 об.% теплоот- фицируются процессы теплоотвода в подводящие свойства смазочного материала шипнике. По сравнению с обычным жидпрактически не улучшаются.

45 ким маслом заданный расход суспензии

В смазочном зазоре подшипника сус- способен отвести большее количество пензия ведет себя подобно любому жид- тепла или, наоборот, при заданных коликому смазочному материалу, содержаше- чествах отводимого тепла возможно со,— му диспергированные примеси (эмульсии, кращение. расхода суспензии. смеси) при движении вдоль клинового

Безусловно, что и обычное жидкое зазора образуется несущий гидродинами- масло может отвести повышенное коли ческий слой, эффективность которого чество тепла, но для этого потребуется определяютдинамическойвяэкостьюсмазоч-" глубокое охлаждение всего объема масногоматериала (суспензия) и относительной ла, связанное с резким возрастанием

55 скоростью скольжения поверхностей тре- вязкости. Например, чтобы получить ния. энтальпию жидкого масла Ткп-22 (. =

Суспензия постепенно разогревается 8 кДж/кг необходимо охладить масло до

0 -3 и суспендированные частицы расплавляют- 5 С; вязкость )LI =250 10 Па.с и

Ф 7229 39 S под цинник окажется неработаап 1собным телей и открывается возможность сокра

Суспензия, содержашая 25 об.% за- шения ассортимента применяемых масел. мороженных частиц при энтальпии

Ь 8 кДж/кг имеет вязкость pl

39,4. 10 Па с, т.е. ту же величину, что и для обычногр жидкого масла пои

35 С. формула изобретения

Поскольку вязкость суспензии типа

"масло плюс застывшие частицы масла выше, чем вязкость базового масла (при одинаковой сравниваемой температуре), возможно также использование смазочной композиции с целью изменения индекса вязкости масла (и, как следствие, 5 изменение несушей способности подшипника) вместо применяемых в настоящее время загуша .оших полимерных присадок.

Достигается "обратимое изменение индекса вязкости, т.е. восстановление исходной вязкости масла без извлечения или добавления инородных полимерных эагустпСмазочная композиция, содержащая нефтяное масло, отличающаяся тем, что, с целью улучшения теплоотводяших свойств композиции, oHR дополнительно содержит 2-25 об.% суспендированного нефтяного масла, охлажденного до температуры его застывания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Присадки к маслам. Труды 2-го

Всесоюзного научно-технического совещания. "Химия, 1966, с. 360-365.

2. Патент США М 3269946, кл. 252-32.5, опублик. 1965 (прототип).

Составитель Л. Иванова

Редактор Н. Кравцова Техред M. Петко Корректор Г. Назарова

Заказ 361/25 Тираж 545 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4