Lagerfette. Wälzlagerschmierung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Tribologie, nämlich die Herstellung von Schmierfetten für Wälzlager, die in allen Bereichen des Maschinenbaus, in vielen Knoten von Autos, Autos und anderen verwendet werden fahrzeugelandwirtschaftliche Maschinen und Mechanismen elektroautos   usw. Essenz: Schmiermittel in Gew .-%: Nanodiamond-Pulver 0,01-0,05, Seifenbasis - Schmiermittel Litol-24 - der Rest ist bis zu 100. Verwenden Sie Detonationssynthese-Nanodiamant-Pulver, das auf einen nicht brennbaren Verunreinigungsgehalt von weniger als 0,1% der Nanodiamantmasse gereinigt wird mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 5 nm. Das technische Ergebnis ist die Verbesserung der Wälz- und Verschleißfestigkeit des Schmiermittels und damit der Lager selbst. 1 tab.

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Tribologie, nämlich die Herstellung von Schmierfetten für Wälzlager, die in allen Bereichen des Maschinenbaus, in vielen Knoten von Autos, Autos und anderen Fahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen und Mechanismen, elektrischen Maschinen usw. verwendet werden.

In der heimischen Industrie wurde eine vielfach verwendete Kunststoff-Mehrzweckschmierfettmarke Litol-24 (GOST 21150-87) für alle Arten von Wälz- und Gleitlagern, Zahnrad- und anderen Zahnradgelenken, Industriemechanismen und elektrischen Maschinen empfohlen. Ausländische Analoga: SHELL-ALVANIA3; R3; CYPRINA - 3; RA; MOBILUX 3; CASTROL-SPHEROL AP3. Das Schmiermittel enthält folgende Bestandteile, Gew .-%: Lithiumseife - 13, Antioxidationsmittelzusatz - 0,7, viskoses Additiv - 4, Mineralöl - bis zu 100.

Der Nachteil dieses Schmierfetts ist die verringerte Sichtbarkeit von Reibungspaaren und die unzureichende Erhaltung der Laufbahnen von Lagern während des Langzeitbetriebs. Darüber hinaus sind ausländische Partner relativ teuer.

Bekannte Zusammensetzung mit zunehmenden Verschleiß- und Reibungseigenschaften von Reibungseinheiten, die ein Schmiermittel enthalten (eine der Optionen, die Fett Litol-24 bietet) und ein zerkleinertes natürliches Mineral mit einer Dispersion von nicht mehr als 10 Mikrometern, mit Gew .-%: Serpentine 78-85, Chlorit 2- 3, Magnetit 1-2, Amakenit 1-2, Amphibol 1,5-2, Calcit 0,5-1, röntgenamorphe Phase 9-12 (US-Patent Nr. 2243252, IPC C10M 125/00, C10M 125/02, publ 27. Dezember 2004). Die vorgeschlagene Zusammensetzung wird dem Fett in einer Menge von 0,5-1 Gew .-% zugesetzt.

Der Nachteil dieser Lösung ist das Vorhandensein einer großen Anzahl von Komponenten, die in der Antifriktionszusammensetzung für den Verschleiß enthalten sind, und eine langfristige mechanische Aktivierung, um nanoskalige Partikel der Zusammensetzung zu erhalten.

Die Zusammensetzung des Schmierfetts ist bekannt (EPO-Anmeldung Nr. 1498472, IPC 1010 169/06, Veröffentlichung vom 19.01.2005), die ein Grundschmiermittel auf der Basis eines synthetischen Poly-alpha-Olefin- oder Diphenylether-Schmiermittels und eines Diuren-Verdickungsmittels enthält, dem Wismutdithiocarbamat zugesetzt wird. Dieses Schmiermittel behält die Viskosität bei, wenn es unter rauen Lagerbedingungen wie hohen Drehzahlen betrieben wird, wodurch auf der Wälzfläche der Lager hohe Drücke und erhöhte Temperaturen erzeugt werden. Durch Zugabe von Wismutdithiocarbamat kann die Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen erhöht werden. Dieses Schmiermittel hat jedoch eine komplexe Herstellungstechnologie, ist teuer und für die russische Industrie nicht erschwinglich.

Es ist bekannt, ein Kunststoffschmiermittel zu verwenden, das Litol-24, ultrafeines Diamantgraphitpulver (UDP-AG), 2-5%, hochdisperses Metallsalz 2-15% enthält (Pat. RF Nr. 2163921, IPC С10М 125/00, С10М 125/02, veröffentlicht) 10.03.2001). Der Anteil der Komponenten in UDP-AG kann 2 bis 50% Diamant und 50 bis 98% Graphit betragen. Als hochdisperses Metallsalz wurden Salze aus der Gruppe der Zinn-, Kupfer-, Barium- oder Bleisulfate sowie Bariumsulfid eingesetzt. Bei der Herstellung des Schmiermittels wird UDP-AG vorgeschlagen, zusammen mit dem Metallsalz 15 Minuten in dem intermediären Dispersionsmedium (Benzin, Aceton usw.) zu dispergieren, dann das Lösungsmittel zu verdampfen. Das Schmiermittel hat hohe Anti-Reibungseigenschaften aufgrund der Tatsache, dass Metallsalz Makrorisse füllt, und harte Diamantpartikel und weiche Graphitpartikel Mikrorisse und Unregelmäßigkeiten ausfüllen, wodurch die Oberflächenschicht und der Ölfilm verdichtet werden.

Der Herstellungsprozess dieses Schmiermittels ist jedoch kompliziert, da In mehreren Stufen durchgeführt, besteht die fehlende Schmierung in der Verwendung von schädlichen Lösungsmitteln (Benzin, Aceton usw.) als Dispersionsmedium, die dann verdampft werden.

Bekannte Schmiermittelzusammensetzung für Wälzlager (US-Patent Nr. 48457, IPC С10М 125/02, publ. 15.08.2002, Beispiele für Zusammensetzungen 13-15, Tabelle 5), enthaltend das Grundschmiermittel Litol-24 und nanodisperse Diamantpartikel in einer Menge von 3– 6 Gew .-% der Zusammensetzung. Nach dem ukrainischen Patent zeichnen sich Partikel durch die Tatsache aus, dass 10-40% von ihnen eine positive Oberflächenladung haben und 60-90% von Partikeln eine negative Ladung haben. Durch Variieren der Anzahl der Teilchen mit positiven und negativen Ladungen innerhalb bestimmter Grenzen werden stabile kolloidale Suspensionen erhalten, die die Antifriktions- und Verschleißfestigkeitseigenschaften erhöhen.

Solche Bedingungen sind jedoch für die Herstellung von Schmiermitteln aus Ölen mit Diamantnanopartikeln geeignet, und bei viskosen Zusammensetzungen wie Litol-24 werden diese Bedingungen nicht erfüllt, da der Sedimentationsprozess selbst in großen Partikeln schwierig ist. In dieser Hinsicht komplizieren das Verfahren der vorelektrophoretischen Verarbeitung, um einen Teil der Pulverteilchen mit einer positiven Ladung zu versehen, und das anschließende Ausrichten der Verhältnisse von positiv und negativ geladenen Teilchen in der fertigen Zusammensetzung nur die Herstellungstechnologie der Zusammensetzung. Der Nachteil dieser Zusammensetzung ist auch die Verwendung einer großen Menge an nanodispersem Pulverdiamant - 3 bis 6 Gew .-% (zwei Größenordnungen höher als bei der in der Erfindung vorgeschlagenen Zusammensetzung), was die Kosten der resultierenden Zusammensetzung signifikant erhöht.

Die Zusammensetzung hat eine ziemlich große Teilchengröße, wie anhand der Filtergröße von 5 Mikrometern beurteilt werden kann, durch die sie filtriert und anschließend mit einem Ultraschalldispergierer in Wasser dispergiert wurden. Die Teilchengröße beeinflusst die Gleichmäßigkeit der Verteilung in der Zusammensetzung und dementsprechend die Qualität der Oberfläche in den Reibungseinheiten, in die sie eingebracht wird.

Bekannte Schmiermittelzusammensetzung (WO 91/04311, C10M 125/02, C10M 20/06, C10N 30/06, publ. 04.04.1991) mit einem Festreibungsmodifizierer, der als Schmiermittel für Gleitlager, Führungen, Schieber und andere Mechanismen verwendet wird Reiben von Oberflächen, die die Verwendung einer Ölbasis erfordern.

Die Schmiermittelzusammensetzung enthält eine Ölbasis, als welche mineralische oder synthetische Öle oder Schmierflüssigkeiten verwendet werden können. Als fester Reibungsmodifizierer wird Cluster-Kohlenstoff verwendet, bei dem es sich um eine Mischung aus nicht reichlich vorhandenem Diamant und Graphit mit einer Clustergröße von 1 bis 10 nm handelt. Das Verhältnis der Komponenten der Schmiermittelzusammensetzung beträgt Gew .-%: Cluster-Kohlenstoff 0,01-1,0; - Ölbasis - 100.

Der Nachteil dieser Zusammensetzung ist die Verwendung einer Basis auf Flüssigölbasis, die nicht auf Wälzlager für den allgemeinen Gebrauch anwendbar ist. Die Schmierung mit Kunststofffetten als Basis für Wälzlager besteht im Wesentlichen darin, dass sie aufgrund ihrer Struktur hervorragende Haftungseigenschaften aufweisen und nach und nach für die Schmierung aufgewendet werden. Sie werden lange in Reibeinheiten gehalten, während flüssige Öle nicht gehalten werden können folgen, sowie die Notwendigkeit, das Schmiermittel periodisch zu ersetzen (Likhanov, VA und andere. Schmierfette: Tutorial. - Kirov: Vyatskaya State Agricultural Academy, 2006. - 68 S.). Zusätzlich enthalten die verwendeten Diamant-Kohlenstoff-Cluster eine signifikante Menge der Kohlenstoffphase, d.h. nicht brennbare Verunreinigungen (von 1,0 bis 98 Gew .-% mit einem bevorzugten Gehalt von 20 bis 50 Gew .-%), die in Schmiermitteln für Wälzlager praktisch den Fremdeinschluss verunreinigen. Selbst im Fall der niedrigsten Graphitkonzentration in der Zusammensetzung des Schmiermittels (1,0 Gew .-%) bleibt Diamantpulver graphitiert. Die Diamantpartikel darin sind ungereinigt und mit der Zeit wird ihre Oberfläche noch mehr graphitisiert (V. Yu Dolmatov. Chemistry Advances. T.76. Nr. 4. S. 385), wodurch die Oberflächenaktivität von Nanodiamant verloren geht. Ein solches Gemisch verringert bei Verwendung in der Schmierung seine Lebensdauer in Reibungseinheiten von Wälzlagern im Vergleich zur Verwendung von gereinigten Nanodiamanten erheblich.

Am nächsten zu der vorgeschlagenen Zusammensetzung und Anwendung ist ein Schmierfett für Wälzlager (einschließlich Wälzlager) (US-Patent 5840666, F16C 33/66, C10M 169/00, 06, Veröffentlichungsdatum 11.11.1998), in dem die Schmiermittelzusammensetzung enthalten ist enthält Grundöl, ein Verdickungsmittel aus der Gruppe einschließlich Metallseife (einschließlich Lithiumseife) und einen anorganischen Füllstoff aus der Gruppe einschließlich Diamant.

In der ersten Version der Schmiermittelzusammensetzung, die als Vergleichsbasis genommen wird, wird der anorganische Füllstoff, bei dem es sich um ein beliebiges Pulver handeln kann, das die kolloidale Struktur des Schmiermittels verbessert (Oxide, Nitrite und Metallcarbide, Tonmineralien und Diamant), in einer Menge von 0,05-15 Gew .-% verwendet. . Wenn der Gehalt des anorganischen Füllstoffs weniger als 0,05 Gew .-% beträgt, ist seine Verstärkungswirkung unzureichend und beeinträchtigt die Qualität des Schmiermittels nicht. Bei Überschreiten von 15 Gew .-% beeinträchtigt der anorganische Füllstoff die akustischen Eigenschaften und beschleunigt den Verschleiß der Lagerreibflächen. Um dem Schmiermittel eine Verstärkungswirkung zu verleihen, ohne seine Lebensdauer in Lagern nachteilig zu beeinflussen, vorzugsweise einen anorganischen Füllstoffgehalt von 0,1 bis 10 Gew .-% der Zusammensetzung (Zeilen 20 bis 30, Spalte 4 der Patentbeschreibung). Die zweite Version des Schmiermittels mit urenischen Verdickungsmitteln in der Zusammensetzung weist keine gemeinsamen Merkmale mit der beanspruchten Lösung auf. Die Hauptnachteile von Prototypen aus Kunststoffschmierfett sind:

Unzureichende Schmierlebensdauer, für die die Lagerlebensdauer vor dem Festklemmen (Nicht-Lebensdauer-Lebensdauer, z. B. Spalte 8, Zeilen 55-60) 1000 Stunden bei Prüfstandstests beträgt;

Die Verwendung einer erhöhten Menge an anorganischem Füllstoff, mehr als 0,05 Gew .-% der Schmiermittelzusammensetzung;

Die Verwendung größerer anorganischer Füllstoffpartikel mit einer durchschnittlichen Größe von 10 bis 200 nm (Tabelle 3 und alle Beispiele der Beschreibung) kann zu einem beschleunigten Verschleiß der Laufbahnen der Lager führen, was sich auch auf die Lebensdauer der Lager auswirkt.

Das Fehlen von Eigenschaften des verwendeten Diamanten und Beispiele für seine Verwendung, was es schwierig macht, die Eigenschaften der in den Tabellen aufgeführten Schmiermittel mit dem beanspruchten Schmiermittel zu vergleichen;

Komplizierte Technologie für die Herstellung von Kunststoffschmiermitteln, einschließlich der Herstellung einer Grundkunststoffbasis durch Reaktion eines Verdickungsmittels im Basisöl, der Einführung aller notwendigen Additive und der Notwendigkeit der Vorbereitung der Oberfläche anorganischer Füllstoffe vor der Einführung des Schmiermittels. In diesem Fall können thermische Effekte angewendet werden.

Das technische Ergebnis der Erfindung ist somit die Schaffung eines Schmierfetts für Wälzlager unter Verwendung eines Verdickungsmittels (Lithiumseife) und eines anorganischen Füllstoffs (Diamant) mit einer vervielfachten Lebensdauer bei geringeren Mengen an verwendetem Diamantpulver sowie eine Vereinfachung der Schmiermittelherstellung.

Das Problem wird aufgrund der Tatsache gelöst, dass das Schmierfett für Wälzlager eine Kunststoffbasis enthält - Fett Litol-24 und ein Additiv in Form von Detonationssynthesedanodiamantpulver, das auf einen nicht brennbaren Verunreinigungsgehalt von weniger als 0,1 Gew .-% Nanodiamant mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 5 gereinigt wird nm im folgenden Verhältnis, Gew .-%:

Schmierfett für Wälzlager wird durch einfaches Mischen von zwei kommerziell gebrauchsfertigen Komponenten hergestellt: Litol-24-Fett und Nanodiamant-Pulver zu einem homogenen Zustand.

Es ist bekannt, dass Nanodiamanten aufgrund ihrer vielfältigen und ungewöhnlichen Eigenschaften, die auf den Nanometerbereich ihrer Strukturelemente zurückzuführen sind, breite Anwendung bei der Schaffung neuer Materialien und Technologien für den praktischen Einsatz in der Biologie, Medizin und Industrie gefunden haben.

Die Basis der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verbundmaterial - Schmierfett für Wälzlager unter Verwendung von Detonationssynthese-Nanodiamantpulver zu erhalten, dessen Eigenschaften Teilchen mit einer minimalen Konzentration im Schmierfett (weniger als 0,05 Gew .-%) ermöglichen, um die Lebensdauer des Schmierfetts um ein Vielfaches zu erhöhen. Diese Eigenschaften von Nanodiamantpartikeln werden durch tiefe chemische Reinigung des Diamant-Graphit-Gemisches der Detonationssynthese erhalten, um die Hauptfraktion von Nanodiamantpulver mit einer Partikelgröße von 3 bis 5 nm mit einer Ausbeute von bis zu 60% zu erhalten (RF-Patent 20818210101 / 06/06, 20.06.1997). Gemäß der Röntgenphasenanalyse beträgt die Menge an nicht brennbaren Verunreinigungen in der ausgewählten Diamantfraktion weniger als 0,1%. Es wurde auch gefunden, dass die erhaltenen Nanodiamantpulver ihre physikochemischen Eigenschaften für einen langen Zeitraum (mehr als 15 Jahre) unverändert lassen, während Nanodiamantpulver, die durch andere Technologien gereinigt wurden, viel früher zu graphitisieren beginnen und ihre wertvollen Eigenschaften verlieren (V.Yu. Dolmatov, Fortschritte in der Chemie, T.76, Nr. 4. (3885).

Es wurde experimentell festgestellt, dass die Stabilisierung der Oberfläche des erhaltenen Nanodiamanten, seine kolloidale Stabilität, seine Elektrokinetik, Ionenaustausch- und Sorptionseigenschaften hauptsächlich durch das Vorhandensein und die Anzahl der funktionellen Oberflächengruppen bestimmt werden (Eremenko A. N. und andere. Journal of Applied Chemistry. 2004. T.77. Ausgabe 12, S.194-197). Es wurde festgestellt, dass die Oberflächenstabilität von Diamantnanopartikeln für lange Zeit auf die vollständige Belegung der Partikel mit sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen zurückzuführen ist. Oberflächenfunktionelle Gruppen erhöhen signifikant die hydrophoben Eigenschaften von Diamantnanopartikeln, was zu einer verbesserten Wechselwirkung mit den Komponenten des Verbundmaterials (Schmiermittel) führt und die Oberfläche von Diamantnanopartikeln vor Graphitisierung schützt. Dadurch erhält Nanodiamant langfristig und zuverlässig die erhöhte kolloidale Stabilität des Schmierstoffs und erhöht seine Standzeit, die laut Bench-Test-Daten im Vergleich zu den Angaben im US-Patent Nr. 5,840,666 um mehr als das 2-Fache steigt (Tabelle).

Die in der Tabelle angegebene Nennlebensdauer der Lager (L, h) wurde nach einer Standardmethode berechnet, deren Betriebsarten denen des Prototyps ähneln.

Das aus dem Diamant-Kohlenstoff-Gemisch durch das Verfahren der Detonationssynthese und der tiefen chemischen Reinigung (US-Patent Nr. RF 2081821) erhaltene Pulver aus Nanodiamant ist ein Endprodukt, das keiner Verarbeitung bedarf. Es hat die geringste Menge an nicht brennbaren Verunreinigungen (weniger als 0,1%), die praktisch Verunreinigungen des Schmiermittels sind. Nanodiamantpartikel mit einer Größe von 3 bis 5 nm sind gleichmäßig im Volumen von Litol-24-Fett verteilt und dringen beim Einbringen in Wälzlager in alle Mikrodefekte der Oberfläche (Poren, Mikrorisse, Kratzer) ein. Das Ergebnis ist eine glatte, reibungsarme Abrollfläche der Lager. Um einen solchen Effekt zu erzielen, reicht gleichzeitig eine kleine Menge Nanodiamantpulver aus (0,01-0,05 Gew .-% des Schmiermittels), was durch die größte katalytische Aktivität der Oberfläche von Nanopartikeln der angegebenen Größen erklärt wird. Der Zusatz von Nanodiamant mit einer Teilchengröße von 3-5 nm in dem Grundschmiermittel Litol-24 in Konzentrationen von etwa 0,01-0,05 Gew .-% reduziert die Rauheit und Anzahl der Defekte in den Laufbahnen um mehr als das Dreifache, wodurch die Lebensdauer von Wälzlagern um mehr als steigt zweimal (Tabelle), verglichen mit der Verwendung von nur Litol-24.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, führt eine Erhöhung der Konzentration von Nanodiamantpulver über 0,05% zu einer Erhöhung des Rauigkeitswerts und der Anzahl der Defekte auf den Laufbahnen und folglich zu einer Verschlechterung der Qualität des Schmiermittels.

Bei der Herstellung des Schmiermittels handelt es sich um die mechanische Dispersion von Nanodiamant im Fett Litol-24.

Die resultierenden fettgefüllten Wälzlager 6205-2RS (GOST 21150-87), die in einer Spezialmaschine zum Testen der Wälzlager auf Dauerhaltbarkeit (TsKB-72) eingebaut wurden.

Die Lager wurden 4,5 Stunden lang mit einer Drehzahl von 8925 U / min und einer Radiallast von 10290 N getestet, was 75% der maximal zulässigen dynamischen Tragfähigkeit von Wälzlagern eines bestimmten Typs entspricht.

Nach dem Test wurde die Rauheit der Lagerlaufbahnen (Ra, μm) auf einem Talysurf-5M-Profilograph-Profilometer (Firma RankTAYLORHOBSON, Vereinigtes Königreich) bewertet. Die Notwendigkeit, diese Parameter zu messen, beruht auf der Tatsache, dass sie den modernen Berechnungsmethoden einer Reihe von zugrunde liegen betriebliche Eigenschaften   Maschinenteile wie Kontaktsteifigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Dichtheit der Verbindungen, Festigkeit der Landungen, Verschleißfestigkeit usw.

Die qualitative und quantitative Beurteilung der metallographischen Parameter wurde mit einem Raster-Elektronenmikroskop JEOLJSM 6390 LA (Japan) durchgeführt. Wenn die Laufbahnen um das 100-fache erhöht wurden, wurde die Anzahl der sichtbaren Fehler (V, Einheiten) in einem bestimmten Bereich gezählt. Sichtbare Defekte wurden als tiefe Rillen verstanden, die von Wälzkörpern auf der Oberfläche der Laufbahnen der Lager hinterlassen wurden.

Die Fläche, in der die Anzahl der Defekte gemessen wurde, hat Abmessungen von 1 × 1 mm.

Zur experimentellen Verifizierung des beanspruchten Schmiermittels wurden in der Tabelle vier Schmiermittelzusammensetzungen hergestellt.

Die in der Tabelle dargestellten Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Konzentration der Nanodiamanten die Oberflächenqualität der Lagerlaufbahnen stark beeinflusst. Mit abnehmender Konzentration der Nanodiamanten im Grundschmiermittel verbessert sich die Oberflächenqualität und bei Konzentrationen der Nanodiamanten von mehr als 0,05 Gew .-%. Die Anzahl der Fehler ist größer als bei der Verwendung von Grundschmierung. Dies bedeutet, dass Nanodiamanten bei Konzentrationen über 0,05% teilweise als abrasive Verunreinigungen wirken und die Oberfläche der Lagerlaufbahn beschädigen.

Wenn die Konzentration an Nanodiamanten im Schmiermittel weniger als 0,05 Gew .-% beträgt. Die Rauheit und Anzahl der Defekte ist deutlich geringer als bei Verwendung eines sauberen Schmiermittels. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer des Lagers, denn je höher die Oberflächenqualität der Laufbahnen ist, entlang derer der Hauptkontakt und die Bewegung im Wälzlager stattfinden, desto höher ist die Kontakthaltbarkeit des Lagers. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass, wenn die Konzentration von 0,1% auf 0,01% abnimmt, die Rauhigkeit durchschnittlich um 30% und die Anzahl der Defekte - 40% abnimmt.

Somit vereinfacht die einfache Zugabe von Nanodiamantpulver zu einem Schmiermittel auf Litol-24-Basis bei optimalen Konzentrationen von 0,01 bis 0,05 Gew .-% die Herstellungstechnologie erheblich und verbessert wiederholt die Eigenschaften des Schmiermittels. Die Zugabe von Pulver in hohen Konzentrationen verbessert die Qualität der Lager nicht. Die Zugabe von mehr als 0,1 Gew .-% Pulver beeinträchtigt die Qualität der Wälzfläche der Lager erheblich und erhöht die Kosten des resultierenden Schmiermittels.

Durchschnittliche Rauheitswerte (Ra, µm), Anzahl der Defekte (V, Einheiten), Lagerlaufbahnen und Nennlebensdauer (L, Stunde)

FORMEL DER ERFINDUNG

Schmierfett für Wälzlager auf Kunststoffbasis - Litol-24-Schmierfett und ein Additiv in Form von Nanodiamantpulver der Detonationssynthese, gereinigt auf einen nicht brennbaren Verunreinigungsgehalt von weniger als 0,1 Gew .-% Nanodiamant, mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 5 nm im Verhältnis der Komponenten .%.

Die Lagereinheit ist eines der wichtigsten Elemente sowohl in der Automobilindustrie als auch in anderen Bereichen und Branchen. Die Hauptfunktion besteht darin, rollende, gleitende, horizontale und vertikale Bewegungen bereitzustellen sowie zu reduzieren axiale Belastung   durch Verteilen und Übertragen auf benachbarte benachbarte Teile. Die Implementierung einer geräuscharmen Langzeitdrehung des Lagers mit der geringsten Reibungskraft zwischen seinen Elementen wird durch spezielle Schmiermittel durchgeführt. Daher wird ein effektiver und zuverlässiger Betrieb des Lagers durch periodisches Schmieren der Konstruktionselemente des Lagermechanismus sichergestellt.

Schmierstoffe sind verschiedene arten: trocken, flüssig, dünnschichtig, gas. Die Lebensdauer eines Lagerelements hängt oft von der Qualität des verwendeten Schmierstoffs ab. Mit anderen Worten, die Gewährleistung der Sicherheit der Betriebsumgebung und der Lebensdauer des Lagers hängt von der Wahl des Schmiermittels und der Schmiermethode ab. Die Schmierung der Lagerelemente erfüllt die Hauptfunktionen, die dem normalen Betrieb des Lagers unter Betriebsbedingungen innewohnen:

1. Verringerung der Reibungskraft zwischen Gleit- und Wälzkörpern.
2. Minimierung des Geräuschpegels, der bei der Implementierung der Rotation auftritt.
3. Sicherstellung des Schutzes der Lagerelemente vor Korrosion.

1. Der kleinste Reibungskoeffizient. Je kleiner desto besser.
2. Stabile chemische und physikalische Werte.
3. Das Fehlen mechanischer Verunreinigungen und ätzender Substanzen.
4. Besitzt eine bestimmte Viskosität und plastische Eigenschaften, so wird während der Rotation kein Schmiermittel freigesetzt.

Die Wahl der Marke sollte auf betrieblichen Merkmalen beruhen:

• nennlast
• drehzahl
• arbeitstemperatur.

Die Viskosität des Lagerschmierstoffs ist direkt proportional zur Last und Temperatur und umgekehrt proportional zur Rotationsgeschwindigkeit des Lagers.

Pflanzliche und tierische Öle werden nicht zur Schmierung des Lagers empfohlen, da ihre Zusammensetzung einen hohen Anteil an organischen Säuren mit hohen Korrosionseigenschaften enthält. Der Hauptnachteil der Verwendung solcher Öle ist die Veränderung der chemischen und physikalischen Eigenschaften während des Betriebs, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Lagerschmierstoffe werden hauptsächlich zum Schmieren von abgedichteten Wälzlagern verwendet, die Hochgeschwindigkeitslasten erfordern und eine Wärmeableitung erfordern. Die Bereitstellung von maximaler Fluidität und minimaler Reibung zwischen den Wälzkörpern trägt zur Erzielung sehr hoher Umdrehungen bei. Es wird empfohlen, die Öle zu wählen, die keine Zusatzstoffe enthalten und eine Viskosität von mindestens haben betriebstemperatur nicht weniger als zwölf mm2 / s. In Ausnahmefällen können Sie nicht nur Schmierstoffe mit Additiven verwenden, sondern auch synthetische Öle.

Arten der Lagerschmierung.

Ohne Qualitätsschmierung der Wälzkörper neigt es zu Überhitzung und Brummen. Bei starker Erwärmung kann das Lagergehäuse verformt werden, was zu einer schlechten Drehung der Kugeln innerhalb des Gehäuses führt und letztendlich das Lager einfach "zerbröckelt", wodurch die gesamte Arbeitseinheit blockiert wird. Wie für das Auto, alle seine Drehmechanismen, wie z kurbelwelle, Gasverteilungsmechanismus, Pleuel, Generator, Differentialwellenwelle und andere, verzichten nicht auf Lager.

Wie lässt sich die Art der Schmierung von Wälzlagern bestimmen?

Zur Schmierung von Wälzlagern werden feste, gleichmäßige oder wässrige Schmierstoffe verwendet. Die Schmierung des Wälzlagers wird abhängig von der Einheit gewählt, in der es eingesetzt wird. Wenn das Lager auf der Getriebewelle (PPC) installiert ist, müssen flüssige Schmiermittel, dh Mineralöl oder synthetisches Öl, verwendet werden. Flüssige Schmierstoffe werden in Einheiten verwendet, die bei mehr arbeiten hohe Temperaturen   - Motor, Getriebe.

Bei sehr hohen Temperaturen sollten Festschmierstoffe wie Graphit, Molybdändisulfid und Bornitrid verwendet werden.

Bei solchen Mechanismen wie CV JOINT, Differential, Generator, Radnabe usw. Kunststoff auftragen, einfetten. Schmierfette werden in Lagern verwendet, die unter schwierigen und kontaminierten Bedingungen arbeiten. In Wälzlagern werden in der Regel Fett-, Konstantin-, Silikon- und Lithiumfette eingesetzt.

Die Art des Schmierfetts für Wälzlager sollte nach den Eigenschaften der Drehfrequenzen, dem Betriebstemperaturbereich und den Belastungen ausgewählt werden, bei denen es arbeitet. Die Eigenschaften von Schmierfetten in Wälzlagern können von der Leistung des Lagers abweichen.

Welche Marke sollte für die Schmierung von Wälzlagern gewählt werden?

Dies ist ein umstrittenes Thema unter Mitgliedern des Forums, Autofahrern, Technologen und Automechanikern. "Prosherstiv" eine große Anzahl von Ressourcen, wir geben die beliebtesten Schmierstoffe für Wälzlager unter Automechanikern und Ingenieuren und versuchen, das Beste für bestimmte Komponenten und Baugruppen des Autos zu finden.

Die bekanntesten und in den Foren besprochenen Schmierungen für Autos: PETRO-CANADA PEERLESS LLG, CHEVRON SRI, Chevron Black Pearl, AMALIE SYNTHETISCHER MISCHUNGS-CALCIUM-SULFONAT-FETT, TOTAL, SHELL, AGIP GREASE MU EP 2, RAVENOL, LITOL, SOLIDOL. 4M, CIATIM.

TsIATIM-201 ist für die miteinander verbundenen Details Metall - Metall und Metall - Gummi vorgesehen. Verwendung in abgedichteten Baugruppen wie pneumatische Bremskraftverstärker und Lenkung.

Litol-24 M wird als Universalschmiermittel für Kraftfahrzeuge verwendet. Anwendung: Wasserpumpen, Nabenlager, Achswellen von PKW-Rädern, in Kupplung usw. Obwohl dieses Schmiermittel als unzureichend wirksam angesehen wird, wird es häufig an Tankstellen zum Schmieren verschiedener Teile und Baugruppen eines Autos verwendet.

Liqui Moli LM 50 ist ein blaues Hochtemperatur-Wälzlagerfett, das für Radnabenlager von Fahrzeugen entwickelt wurde.

XADO wird speziell für Gelenke mit gleicher Winkelgeschwindigkeit hergestellt. In seinen Parametern übertrifft es verschiedene Schmierstoffe mit Molybdändisulfid (MoS 2).

Castrol MLX ist ein grünes Schmiermittel, das für entwickelt wurde lager lösen   Kupplung

Silicon Liqui Moli Spray - ein universelles Silikonfett von weißer Farbe für mechanische Teile verschiedene autos. Es ist praktisch, die zusammenpassenden Kunststoff- und Gummiteile des Autos zu schmieren.

CRC Super-Kleberfalte ist ein bewährtes Fett für Spannrollen.

HPI # Z164 ist ein zuverlässiger und haltbarer Schmierstoff, der für die Wartung der Satelliten des Differentials geeignet ist.

Divinol Fett ist ein Spezialfett für Nabenlager.

Wenn Sie Schmiermittel verwenden, für deren Beschreibung es einen bestimmten Zweck gibt, funktionieren alle Drehmechanismen des Autos bis zur nächsten planmäßigen Wartung einwandfrei.

Die Lager im Getriebe werden mit dem gleichen Öl wie die Getriebeteile geschmiert. Bei den Kurbelgehäuseschmierrädern werden Wälzlager mit Ölspritzern geschmiert. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Räder mehr als 1 m / s beträgt, sind alle Getriebekomponenten und die Innenflächen der Schalenwände mit Ölspritzern bedeckt. Fließendes Öl in die Lager. Wenn der Ölzugang zu den Kurbelgehäuselagern schwierig oder überhaupt nicht möglich ist, wie beispielsweise bei offenen Getriebewellen, werden die Lager mit Fett geschmiert. Derzeit die am häufigsten verwendeten Fette aus Lithiumfetten:

TsIATIM-201 wird in Lagern mit zwei Schutzscheiben bei kleinen Lasten verwendet;

TsIATIM-202 wird in Lagern verwendet, die mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten arbeiten.

TsIATIM-203 wird bei niedrigen Temperaturen zum Beispiel in Geräten verwendet, die im Freien arbeiten.

Dichtungen werden verwendet, um die Lagerbaugruppe vor Staub und Feuchtigkeit von außen zu schützen sowie den Schmierstoff vor dem Austreten aus der Baugruppe zu schützen. Im Maschinenbau die am häufigsten verwendeten Kontaktdichtungen:

Eine Dichtung mit Filzringen wird nur zur Fettschmierung verwendet. Diese Dichtungen sind für Lager ausgelegt, die bei geringen Umweltbelastungen und einer Umfangsgeschwindigkeit der Welle von bis zu 5 m / s betrieben werden. Derzeit ist ihre Verwendung sehr begrenzt.

Lippenverstärkte Kontaktdichtungen (Abb. 83). Diese Manschetten bestehen aus speziellem synthetischem ölbeständigem Gummi (Sevatin). Sie haben einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten, schaffen eine gute Dichtheit. Wird zur Schmierung von Flüssigkeiten und Fetten verwendet. Der Schaft unter der Manschette sollte eine Härte von mindestens 50 HRC haben. Zulässige Umfangsgeschwindigkeit bis 10 m / s und beim Polieren der Welle bis 15 m / s.

Abmessungen in mm

Abb. 83. Mit einer Feder des Typs I verstärkte Gummimanschetten, Version I nach GOST 8752-79: 1 - Einlippenmanschette, Gummi; 2 - Rahmen, Stahl 08; 3 - Federstahl 65G; d 1 = d+ 1 mm ; d   2 = 3 ... 4 mm; h= B-3mm (Loch zur Demontage)

Wie gesagt, bei Umfangsgeschwindigkeit zahnräder weniger als 1-3 m / s ist keine zuverlässige Schmierung der Lagereinheiten vorgesehen. Normalerweise wird in diesem Fall Fett aufgetragen. Um zu verhindern, dass Fett mit flüssigem Öl ausfällt, das zur Schmierung des Getriebes dient, muss der Lagerhohlraum vom Inneren des Getriebegehäuses isoliert werden. Zu diesem Zweck werden an der Salbe Sicherungsringe (Abb. 84) angebracht, und der Schmierstoff wird durch eine Schmiernippel (Abb. 85) in den Lagerraum gefüllt.

Bei der Konstruktion von Stützachsen und -wellen vor dem Konstrukteur stellt sich zunächst die Frage, was in diesem speziellen Fall vorzuziehen ist - ein Wälzlager oder ein Gleitlager. Wirtschaftliche Erwägungen, Installationsbedingungen und Anforderungen an die Austauschbarkeit spielen eine wichtige Rolle. Alle diese Faktoren hängen mit der Organisation der Lagerproduktion zusammen.

Mit der Entwicklung des Maschinenbaus wurde eine zentrale Massenproduktion von Wälzlagern organisiert, angefangen bei den kleinsten Uhren und Instrumenten bis hin zu großen Baugrößen für Schwerlastkrane, Öfen, Konverter, schwere Walzwerke usw. Für jedes Wälzlager wurden bestimmte technische Indikatoren festgelegt - Effizienz, Grenze Drehzahl und maximale statische Belastung, die in den Katalogen angegeben sind. Bei der Auslegung der Lagereinheiten für die Reibung von Maschinen muss der Ingenieur das Wälzlager nicht berechnen, da es genügt, nur die entsprechende Größe aus dem Katalog auszuwählen. Die Standardisierung und Massenproduktion von Wälzlagern führte zu deren Austauschbarkeit, relativ niedrigen Kosten und als Folge davon zu einem breiten Einsatz in verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus.

Die weit verbreitete Verwendung von Wälzlagern machte es möglich, die Gleitreibung durch Rollreibung zu ersetzen.

In diesem Fall sank der Reibungskoeffizient auf 0,0015-0,006. Die Produktion von Wälzlagern in führenden Industrieländern beläuft sich auf Hunderte Millionen Stück pro Jahr. Die heimische Industrie stellt Lager mit einem Außendurchmesser von 1,5 bis 2600 mm und einer Masse von 0,5 g bis 3,5 t her. Zu den Nachteilen von Wälzlagern gehört die eingeschränkte Wahrnehmung von Stoßbelastungen aufgrund der hohen Steifigkeit der Struktur. Bei sehr hohen Drehzahlen in diesen Lagern treten erhebliche dynamische Belastungen auf (otoskopische Fliehkraftmomente usw.).

Körperform wälzlager sind unterteilt in:

ball

walze (zylindrisch, konisch, gedreht, Nadel usw.).

In Richtung der wahrgenommenen Last unterteilt in:

radial,

hartnäckig

radialschub.

Durch last kapazität (oder in der Größe) Wälzlager sind in drei Hauptserien unterteilt:

einfach

durchschnitt

schwer

Nach Genauigkeitsklasse unterteilt in:

normale Klasse H,

erhöhtes P,

hoch in

extra hoch A

super hoch s

Von der Genauigkeit der Fertigung hängt weitgehend die Leistungsfähigkeit des Lagers ab, es sei jedoch daran erinnert, dass gleichzeitig dessen Kosten steigen.

Das Schmiermittel hat einen wesentlichen Einfluss auf die Haltbarkeit der Lager. Es reduziert die Reibung, verringert Kontaktspannungen, schützt vor Korrosion und fördert die Kühlung des Lagers.

Zur Schmierung von Wälzlagern verwendete Flüssigkeit (Schmieröl) undkunststoff (Fette) schmiermittel.

Flüssiges Schmiermittel im Lager ist effektiver in Bezug auf die Reduzierung von Reibungsverlusten und Kühlung. Die erforderliche Menge an flüssigem Schmiermittel für Wälzlager ist sehr gering ( tab. 1). Es ist zu beachten, dass eine übermäßige Schmiermittelmenge im Lager nur seine Funktion beeinträchtigt. Dies kann zum Beispiel an einem so einfachen Beispiel beobachtet werden: Wenn das Lager mit Öl geschmiert wird, behindert dieses die freie Drehung der Wälzkörper im Käfig und im Lager insgesamt. Gleichzeitig nehmen nicht nur die Reibungsverluste zu, sondern während des Betriebs eines solchen Lagers steigt auch die Lagerheizung.

Bei der Auswahl eines Schmiermittels für ein Lager (Flüssigkeit oder Kunststoff) ist zu beachten, dass Fett das Reibungsdrehmoment stark erhöht, das mit abnehmender Temperatur erheblich ansteigt. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Lagers einige hundert min-1 nicht überschreitet, muss das Lager mit einem flüssigen Schmiermittel (Öl) geschmiert werden. Bei einer Geschwindigkeit, die diesen Wert überschreitet, ist es besser, zum Schmieren hochviskoses Öl oder als Ersatz ein Kunststoffschmiermittel zu verwenden.

Tabelle 1. Einmalige Schmiermittelmenge (km), die erforderlich ist, um das Lagergehäuse zu füllen und regelmäßig zu füllen.

Hinweis: d ist der Innendurchmesser.

Die zulässigen Drehzahlen von Wälzlagern bei Verwendung von Fett werden aus dem Verhältnis des Innendurchmessers d, mm und der Drehfrequenz ω, min -1 bestimmt. In der Praxis sollte die Umfangsgeschwindigkeit der Drehung 4-5 m / s nicht überschreiten. Zu diesem Zweck gibt es jedoch bestimmte Formeln.

Lagereinheiten müssen sorgfältig vor Staub, Schmutz und Wasser geschützt werden. Ansonsten wird die Haltbarkeit der Lager stark reduziert. Zum Schutz der Lager wurden spezielle Dichtungen entwickelt und erfolgreich betrieben. In diesem Zusammenhang müssen einige Empfehlungen zum Laufspiel im Labyrinth und zu anderen Wellendichtungen beachtet werden. Sie variieren je nach Ausführung und hängen weitgehend von der mechanischen Genauigkeit und der Vibrationsbewegung der Welle im Lager ab. Sie sind erforderlich, um Reibungskontakt bei hoher Geschwindigkeit zu vermeiden. Bei nicht kritischen Lagerstrukturen variiert die Größe dieser Spalte zwischen 0,076 und 0,127 mm pro Radius und in axialer Richtung nahezu gleich.

Bei der Zuweisung eines flüssigen Schmiermittels zu Reibeinheiten (Wälzlagern) ist zu beachten, dass diese sehr empfindlich auf die zugeführte Ölmenge und die Häufigkeit ihrer Zufuhr zu den Lagern reagieren. Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten mit d * ω = 10.000 und einer Temperatur von nicht mehr als 50 ° C genügen ein oder zwei Tropfen Öl für mehrere tausend Stunden Lagerbetrieb.

Wenn Sie den Mindestwert des Reibungsmoments erreichen möchten (für das gleiche Produkt d * ω = 10.000), sollten Sie Öl mit einer niedrigeren Viskosität als zuvor verwenden

Wälzlageröle (und auch Gleitlager), die in einem gemeinsamen Kurbelgehäuse mit Zahnrädern (Zahnrädern) eingeschlossen sind, werden in erster Linie aufgrund der Anforderungen an die Schmierung der Zahnräder ausgewählt, wobei jedoch auch die Wirksamkeit der Lagerschmierung berücksichtigt wird.

Die Tauchschmierung kann bis zu einem Wert von d * ω = 100000 erfolgreich angewendet werden (vorausgesetzt, dass der erforderliche niedrige Ölstand in einem Bad mit einem flüssigen Schmiermittel eingehalten wird). Beim Schmieren durch Eintauchen ist es wichtig, während des Betriebs den korrekten Ölstand im Lagerbad aufrechtzuerhalten. Dieser sollte zwischen 1/3 und 1/2 der Höhe der unteren Kugel oder Lagerrolle liegen, da bereits eine geringe Erhöhung des Ölstands im Bad zu einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten und der Lagertemperatur führt. Dies wird durch die folgende experimentelle Studie belegt. Eine Erhöhung des Ölstands im Lagerbad von der Mitte der unteren Kugel bis zu ihrem oberen Punkt bewirkt eine starke Erwärmung des Lagers (dies entspricht einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Lagers um das 2- bis 2,5-fache oder einer Erhöhung der Radiallast von dem 2- bis 6-fachen und manchmal mehr. Mit d * ω Es wird eine Tropfschmierung von ≤ 200.000 empfohlen, bei der den Reibflächen ein flüssiger Schmierstoff in Form von Tröpfchen zugeführt wird.

Bei d * ω ≈ 600000 und wenn die Temperatur 150 ° C erreichen kann, sind viele Schmierfette unzureichend, und andere können nur einige hundert Stunden in Betrieb bleiben. Daher ist es bei hohen Geschwindigkeiten notwendig, der Reibungszone nur sauberes Schmieröl zuzuführen, wobei die Lager durch das Verfahren der Tropfschmierung oder Druckschmierung zugeführt werden, bei dem das Schmiermittel den unter Druck stehenden Reibflächen zugeführt wird. Falls erforderlich, kann eine Ölnebelschmierung verwendet werden, bei der das Schmiermittel in Form eines leichten oder dicken Nebels auf die Reibflächen aufgebracht wird, der üblicherweise durch Einleiten eines Schmiermittels in den Luft- oder Gasstrom gebildet wird. Darüber hinaus sollte ein Luftdruckunterschied (innerhalb und außerhalb des Lagergehäuses) verhindert werden, der möglicherweise spezielle Dichtungen erfordert. Es sollten nur bestimmte Dichtungen verwendet werden, die einen zuverlässigen Betrieb der Lager gewährleisten, insbesondere Labyrinthdichtungen. Es ist auch notwendig, Lagergehäuse mit minimalem Luftraum zu verwenden.

Tropfschmierung ist die beste Schmiermethode für Lager von metallurgischen Geräten.

Es bietet eine ziemlich stabile Kühlung und eliminiert den turbulenten Widerstand des Lagers als ein sehr wichtiges Gerät in der Industrie. Wenn es jedoch aus irgendeinem Grund (z. B. aufgrund der Auslegungsbedingungen) nicht möglich ist, eine Tropfschmierung oder Druckschmierung oder Ölnebelschmierung anzuwenden, verwenden Sie eine Dochtschmierung, bei der flüssiges Schmiermittel mit Hilfe eines Dochts auf die Oberfläche der Düse geleitet wird. Gleichzeitig wird Öl mit Ölabweisern und Pumpvorrichtungen durch das Lager gesaugt, um den Drehwiderstand des Lagers zu überwinden.

Verwenden Sie häufig die Dochtschmiermethode.   In diesem Fall sollten die Dochte bestimmte Abmessungen haben, insbesondere im Querschnitt. Sie sollten immer in Öl eingetaucht sein. Sie sollten paarweise und möglichst nahe am Lager verwendet werden. Wenn eine große Fläche von Dochten die Welle gut umgibt, können sie das Öl wieder aufnehmen, das während des Betriebs von der Welle weggeworfen wird. Die Viskosität des Schmieröls sollte so sein, dass es den Dochten bei niedrigen Temperaturen bei Drücken unter Atmosphärendruck und bei niedrigen Geschwindigkeiten zugeführt werden kann. Gleichzeitig sollten die Ölabscheider Ölnebel durch das Lager leiten, und die Ölsammler sollten gründlich gekühlt werden.

Bei hohen Lasten und hohen Geschwindigkeiten (d * ω\u003e 600000) wird empfohlen, dies durchzuführen lagertropfschmierung. Wenn trockene und saubere Luftquellen vorhanden sind und ein gewisser Schmierölverlust nicht signifikant ist, sollte eine Ölnebelschmierung verwendet werden. Gleichzeitig sind in solchen Systemen ein Luftabscheider und ein Filter in der Luftzufuhrleitung installiert, für die die Ölwanne sorgfältig gekühlt werden muss, damit die Ölabweiser leicht sind.