RU2476588C2 - Grease for high-speed radial-axial bearings for gyroscopes and synchronous gyromotors - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to grease for high-speed radial-axial bearings of gyroscopes and synchronous gyromotors, which contains a dispersion medium, a dispersion phase and functional additives, wherein the dispersion medium contains a mixture of low-viscous polyalphaolefin hydrocarbons PAOM-4, dioctyl sebacate and is a product of reaction of octadecylamine, polyisocyanate and aniline, and the functional additive contains an antioxidant additive - phenyl-alpha-naphthylamine and an antiwear additive - tricresyl phosphate.

EFFECT: obtaining a lubricant with a high operating temperature range.

1 cl, 2 tbl

Description

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.The invention relates to the production of greases for high-speed angular contact bearings, and is intended for use in drive motors of rotary vibration gyroscopes and synchronous gyromotors in the operating temperature range from minus 50 ° C to plus 150 ° C.

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.Currently, performance requirements for greases for plain bearings have increased significantly. Lubricants should provide a long service life of bearings at loads up to 150 MPa. To ensure a long service life of sliding bearings, lubricants must have good lubricating, anti-friction and anti-corrosion properties, specific rheological properties, providing good recharge of friction units and minimal energy costs for friction. Known lubricants for sliding friction assemblies that meet US specifications MIL-G-81827 and MIL-G-21164 C, Mobilgrease-29, the company "Mobil oil", "Aeroshell-17", the company "Sheil oil", Isoflex PDL 300 A , firms "Kluber Lubr" and others (VV Sinitsin. Greases abroad. M., Chemistry, 1983). The first two greases contain hydrocarbon synthetic oils thickened with hectorite clay, with the addition of at least 5% molybdenum disulfide. Isoflex PDL 300 A is a soap grease (lithium or calcium soap), also in synthetic hydrocarbon oil.

У всех указанных смазок ресурс работы в узле трения при одноразовой заправке довольно низок, то есть они требуют систематической подпитки узла трения.For all of these lubricants, the service life in the friction unit during one-time refueling is quite low, that is, they require systematic feeding of the friction unit.

Известна смазка (пат. РФ 2114161, кл. C10M 169/06), содержащая, мас.%:Known grease (US Pat. RF 2114161, CL C10M 169/06), containing, wt.%:

12-Оксистеарат лития 12-Lithium Oxystearate 4-74-7 Стеарат лития Lithium stearate 10-1410-14 Диалкилдитиофосфат цинка Zinc dialkyldithiophosphate 4-64-6 Нитрованное масло Nitrated oil 1-1.51-1.5 Нефтяное масло с температурой Oil with temperature   застывания не выше 40°С solidification not higher than 40 ° C ОстальноеRest

Смазка отличается невысокими низкотемпературными свойствами и не может применяться в низкотемпературных узлах трения скольжения современной авиационной техники.The lubricant is characterized by low low-temperature properties and cannot be used in low-temperature sliding friction units of modern aircraft.

Известна смазка (пат. РФ 2103331, кл. C10M 125/04) для тяжелонагруженных подшипников скольжения, содержащая, мас.%:Known lubricant (US Pat. RF 2103331, class C10M 125/04) for heavily loaded bearings, containing, wt.%:

12-Оксистеарат лития 12-Lithium Oxystearate 4,0-4,84.0-4.8 Дисульфид молибдена Molybdenum disulfide 0,4-0,90.4-0.9 Бронзовая пудра Bronze powder 6-86-8 Нефтяное масло Petroleum oil ОстальноеRest

Смазка характеризуется неудовлетворительными низко- и высокотемпературными свойствами, вытекает из узлов трения скольжения с высокими скоростями перемещения сопряженных деталей.Lubrication is characterized by unsatisfactory low- and high-temperature properties, resulting from sliding friction units with high speeds of movement of mating parts.

Известна смазка (пат. РФ 2030451, кл. C10M 169/04), содержащая, мас.%:Known lubricant (US Pat. RF 2030451, CL C10M 169/04), containing, wt.%:

12-Оксистеарат лития 12-Lithium Oxystearate 3-53-5 Полиэтилен молекулярной массы 30000-50000 Polyethylene molecular weight 30000-50000 0,5-1,50.5-1.5 Полиизобутилен молекулярной массы 10000-20000 Polyisobutylene molecular weight 10000-20000 0,25-1.00.25-1.0 Диалкилдитиофосфат цинка Zinc dialkyldithiophosphate 0,5-20.5-2 Продукт высокотемпературного сульфирования нефтяной фракции (с т.выкип. 240-320º °С) The product of high-temperature sulfonation of the oil fraction (with boiling. 240-320 º ° C) 1,0-5,01.0-5.0 Дисульфид молибдена Molybdenum disulfide 1,0-5,01.0-5.0 Диизооктиловый эфир себациновой кислоты Sebacic acid diisooctyl ester 1,0-5,01.0-5.0 Нефтяное масло Petroleum oil ОстальноеRest

Смазка отличается плохими высокотемпературными свойствами (низкой температурой каплепадения, низкой коллоидной стабильностью) и низкими прочностными свойствами.The lubricant is characterized by poor high-temperature properties (low dropping point, low colloidal stability) and low strength properties.

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).It is known that greases containing polyurea as a thickener have water resistance and retain lubricating properties during prolonged operation at temperatures from (-70 ° C to 260 ° C).

(Данилов А.М. "Пластичные смазки на полимочевинах". - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1995 г., с.68).(Danilov AM "Grease on polyureas." - M .: TSNIITENEFTEKHIM, 1995, p. 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:Known, for example, is a grease based on lubricating oil containing a mono- and / or thickener having 1-8 ureide groups, 0.5-10 wt.% And an alkaline earth metal salt of a low molecular weight carboxylic acid containing 1-3 carbon atoms, 3 -30 wt.% (USSR Patent 511868, C10M 115/08, 1977). The disadvantage of these lubricants is their reduced performance at high temperatures. In addition, the monomeric isocyanates used to make the thickener are toxic and handling them requires special precautions. Another grease is known comprising:

Полимочевинный загуститель Polyurea Thickener 5-205-20 Диалкилдитиофосфат цинка Zinc dialkyldithiophosphate 0,5-3,00.5-3.0 Тиодифениламин Thiodiphenylamine 0,5-2,00.5-2.0 Нефтяное и/или синтетическое масло Petroleum and / or synthetic oil ОстальноеRest

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

Недостатком этой смазки также является пониженная работоспособность при высоких температурах.The disadvantage of this lubricant is also reduced performance at high temperatures.

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.Another grease is known from RU 2160766, December 20, 2000 for use in friction units of machines and mechanisms operating at elevated temperatures, high loads and speeds and in contact with aggressive media, in particular in rolling bearings of electrical equipment, pumps on hot lines water; in friction units of stop valves of gas lines.

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%.Known lubricant contains petroleum and / or synthetic oil 5-25 wt.% Polyurea thickener, which is a product of the interaction of octadecylamine, aniline and polyisocyanate, in which the mass fraction of isocyanate groups is 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.If necessary, the grease may contain antioxidant, antiwear, anti-friction additives. This grease is able to work continuously in friction units of machines and mechanisms working in contact with aggressive environments, but is not suitable for use for high-speed angular contact bearings for gyroscopes and synchronous gyromotors.

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.The technical task of the claimed invention is to obtain a grease suitable for high-speed angular contact bearings for gyroscopes and synchronous gyromotors, operable in the operating temperature range from minus 50 ° C to plus 150 ° C.

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.%:The stated technical problem is achieved in that the grease according to the invention contains a dispersion medium, a dispersed phase and functional additives, while the dispersion medium contains a mixture of low viscosity polyalphaolefin hydrocarbons PAOM-4, dioctylsebacinate and trioctylphosphate, the dispersed phase contains a thickener, which is an interaction product of octadecylamine polyisocyanate and aniline, and functional additives contain an antioxidant additive phenyl-alpha-naphthylamine and oiznosnuyu additive tricresyl phosphate in the following ratio of components in the original lubricant wt.%:

Дисперсионная среда:Dispersion medium: 84,0-90,084.0-90.0 - смесь маловязких полиальфаолефиновых- a mixture of low viscosity polyalphaolefin   углеводородовhydrocarbons 37,46-39,4637.46-39.46 - диоктилсебацинат- dioctylsebacinate 37,46-39,46 37.46-39.46 - триоктилфосфат- trioctyl phosphate 22.08-24.08 08.22-24.08 Дисперсная фаза (загуститель):Dispersed phase (thickener): 8,0-9,0 8.0-9.0 Продукт взаимодействияInteraction product   - октадециламина- octadecylamine 35,48-35.92 35.48-35.92 - полиизоцианата- polyisocyanate 3.47-3.89 3.47-3.89 - анилина- aniline 1.18-1.32 1.18-1.32 Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин Antioxidant Additive Phenyl Alpha Naphthylamine 0,45-0,55 0.45-0.55 Противоизносная присадка трикрезилфосфатAnti-wear additive tricresyl phosphate 3.9-4.1 3.9-4.1

Состав пластичной смазки готовят следующим образом.The composition of the grease is prepared as follows.

Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин используется как Неозон А.The antioxidant additive phenyl-alpha-naphthylamine is used as Neozone A.

1) Приготавливают раствор присадки неозона А в трикрезилфосфате при перемешивании и нагревании;1) A solution of neozone A additive in tricresyl phosphate is prepared with stirring and heating;

2) Готовят дисперсионную среду путем смешивания в варочном аппарате компонентов дисперсионной среды (полиальфаолефинового масла ПАОМ 4, диоктилсебацинат и триоктилфосфат);2) Prepare the dispersion medium by mixing in the cooking apparatus the components of the dispersion medium (polyalphaolefin oil PAOM 4, dioctyl sebacinate and trioctyl phosphate);

3) Готовят растворы полиизоцианата в полученной дисперсионной среде; растворы смеси октадециламина и анилина в дисперсионной среде;3) Prepare solutions of polyisocyanate in the resulting dispersion medium; solutions of a mixture of octadecylamine and aniline in a dispersion medium;

4) Совмещают полученные растворы полиизоцианата и аминов;4) Combine the obtained solutions of polyisocyanate and amines;

5) Реакционную массу нагревают и выдерживают некоторое время при этой температуре, охлаждают и получают готовую пластичную смазку по изобретению.5) The reaction mass is heated and held for some time at this temperature, cooled and get ready grease according to the invention.

В таблице 1 представлен пример состава пластичной смазки, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.Table 1 presents an example of a grease composition illustrating the invention, but not limiting it.

В таблице 2 представлены основные свойства пластичной смазки по изобретению.Table 2 presents the main properties of the grease according to the invention.

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.As follows from the data presented, the obtained grease according to the invention has good (high) basic properties and is operable at temperatures from minus 50 ° C to plus 150 ° C, and is suitable for high-speed angular contact bearings of gyroscopes and synchronous gyromotors.

Таблица №1Table number 1 Состав пластичной смазки Grease Composition Наименование компонентаComponent Name Содержание, мас.%Content, wt.% 1. Дисперсионная среда в соотношении 1:1:0,61. The dispersion medium in a ratio of 1: 1: 0.6 87,0087.00 - маловязкие полиальфаолефиновые углеводороды ПАОМ-4- low viscosity polyalphaolefin hydrocarbons PAOM-4 38,4638.46 - диоктилсебацинат термостабильный- dioctyl sebacinate thermostable 38,4638.46 - триоктилфосфат- trioctyl phosphate 23,0823.08 2. Дисперсная фаза (загуститель)2. The dispersed phase (thickener) 8,508.50 - октадециламин- octadecylamine 3,573.57 - полиизоцианат- polyisocyanate 3,683.68 - анилин- aniline 1,251.25 3. Антиокислительная присадка фенил-альфа-нафтиламин3. Antioxidant Additive Phenyl-Alpha-Naphthylamine 0,500.50 4. Противоизносная присадка трикрезилфосфат4. Anti-wear additive tricresyl phosphate 4,04.0

Таблица №2Table number 2 Основные свойства пластичной смазкиThe main properties of grease Наименование показателейThe name of indicators Норма СТО 07548712-008-2010STO norm 07548712-008-2010 Показатели качестваQuality indicators Метод испытанияTest method 1. Внешний вид1. Appearance Однородная мягкая мазьHomogeneous soft ointment Однородная мягкая мазьHomogeneous soft ointment Визуально, с доп. по п.7.2 настоящего СТОVisually, with add. according to clause 7.2 of this service station 2. Температура каплепадения, °C, не ниже2. Drop point, ° C, not lower 175175 185185 По ГОСТ 6793According to GOST 6793 3. Предел прочности на сдвиг при 50°C, Па, не менее3. Shear strength at 50 ° C, Pa, not less 100one hundred 130130 По ГОСТ7143 (Метод Б)According to GOST 7143 (Method B) 4. Вязкость, определяемая на капиллярном вискозиметре АКВ-2, Па·с:4. The viscosity determined on a capillary viscometer AKV-2, PA · s:       - при минус 50°C и среднем градиенте скорости деформации 10 с^-1, не более- at minus 50 ° C and an average strain rate gradient of 10 s ^-1 , not more than 300300 168168 По ГОСТ 7163According to GOST 7163 - при 50°C и среднем градиенте скорости деформации
1000 с^-1, не менее- at 50 ° C and an average strain rate gradient
1000 s ^-1 , not less 0,50.5 1,01,0   5. Коллоидная стабильность при нагрузке 3 Н, % выделившегося масла, не более5. Colloidal stability at a load of 3 N,% of oil released, not more than 8,08.0 7,317.31 По ГОСТ 7142According to GOST 7142 6. Испаряемость при 150°C, 1 час, %, не более6. Evaporation at 150 ° C, 1 hour,%, no more -- 0,940.94 По ГОСТ 9566According to GOST 9566 7. Пенетрация при 25°C с перемешиванием 60 двойных тактов, 10^-1 мм7. Penetration at 25 ° C with stirring 60 double strokes, 10 ^-1 mm 300-360300-360 322322 По ГОСТ5346According to GOST5346 8. Коррозионное воздействие на металлы при 100°C в течение 24 ч:8. Corrosion on metals at 100 ° C for 24 hours: ВыдерживаетWithstands ВыдерживаетWithstands По ГОСТ 9.080According to GOST 9.080 - медь марки M1- copper brand M1       9. Содержание воды9. Water content ОтсутствиеLack of ОтсутствиеLack of По ГОСТ2477 с доп. по п.7.3 настоящего СТОAccording to GOST 2477 with add. according to clause 7.3 of this service station 10. Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения:10. Tribological characteristics on a four-ball friction machine:     По ГОСТ 9490According to GOST 9490 - диаметр пятна износа (Ди) при осевой нагрузке 196 Н и температуре (20±5)°C, не более- diameter of the wear spot (Di) at an axial load of 196 N and a temperature of (20 ± 5) ° C, not more than 0,60.6 0,310.31   11. Содержание механических примесей диаметром частиц более 0,028 мм11. The content of solids with a particle diameter of more than 0.028 mm ОтсутствиеLack of ОтсутствиеLack of По ГОСТ 9270According to GOST 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.In the event that the ratio of the components of the dispersion medium is different, for example, 1: 1: 1, then some properties of the grease deteriorate: shear strength at 50 ° C, colloidal stability and viscosity.

Claims (1)

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. Grease for high-speed angular contact bearings of gyroscopes and synchronous gyromotors, containing a dispersion medium, a dispersed phase and functional additives, while the dispersion medium contains a mixture of low-viscosity polyalphaolefin hydrocarbons PAOM-4, dioctylsebacinate and which is an interaction product of octadecylamine, anisis functional additives contain an antioxidant additive - phenyl-alpha-naphthylamine and an antiwear additive - tricresis . Phosphate in the following ratio of initial lubricant components, wt%:
Dispersion medium: - 86.5-87.42
- a mixture of low-viscosity polyalphaolefin hydrocarbons - 37.46-39.44;
- dioctylsebacinate - 37.46-39.44;
- trioctyl phosphate - 22.08-24.08,
Dispersed phase (thickener): - 8.23-8.78
Interaction product
- octadecylamine - 3.57;
- polyisocyanate - 3.47-3.89;
- aniline - 1.18-1.32,
Antioxidant Additive Phenyl-Alpha-Naphthylamine - 0.45-0.55
Anti-wear additive tricresyl phosphate - 3.9-4.1.