Eng
Главная
Последний документ


Патент № 2415176


Научное руководство



Зуев Валерий Владимирович

Доктор геол.-минер. наук, академик РАЕН, автор четырех научных открытий, в которых выявлены новые энергетические подходы к объяснению и предсказанию физико-химических свойств минеральных и других кристаллических веществ

Рекомендательное письмо...


Кто на сайте
Сейчас 5 гостей онлайн
ТСК-СМ

ТСК-СМ – АНТИФРИКЦИОННАЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДОБАВКА
к смазочным материалам общетехнического назначения

  • ТСК-СМ оказывает:
    • антифрикционное (улучшающее скольжение);
    • упрочняющее;
    • восстанавливающее геометрию и
    • улучшающее антизадирные свойства
    воздействие на металлические поверхности трения.
  • Носителем композиции ТСК-СМ в большинстве случаев выступает штатная смазка общетехнического назначения.
  • Область применения – металлические узлы и поверхности трения любых машин и механизмов.

Твердосмазочные материалы

Твердосмазочные материалы на базе ТСК

Современные твердосмазочные композиции (ТСК) на основе минеральных модификаторов трения – это тонкодисперсные порошки со средней крупностью частиц от 3 до 40 мкм, изготовленные из горнорудного сырья. Частицы такого порошка представляют собой естественный сплав ряда природных минералов, качественный и количественный состав которого определяет его физические и триботехнические свойства.

Эффект применения ТСК заключается в значительном, более чем двукратном снижении коэффициента трения. Величина момента трения может уменьшаться в 20 и более раз. Другой важный результат – малый либо практически отсутствующий износ деталей узла трения с одновременным упрочнением поверхностей трения. Попутно «залечиваются» дефекты, вакансии и другие нарушения поверхностей, что приводит к формированию более совершенной, близкой к идеальной кристаллической структуры поверхностных зон узлов трения и соответственно продлению их ресурса. Конечный результат зависит от вида поверхности трения, типа применяемого ТСК, его концентрации и технологии применения.

Целесообразность применения ТСК для машин и механизмов выражается в значительном увеличении ресурса (у подшипников качения не менее чем в два раза), снижении энергозатрат, экономии энергоресурсов, в возможности увеличения предельных нагрузок, выполнении ремонтно-восстановительных и профилактических функций, а также – в значительном снижении вибраций и шумов при гарантированной безопасности применения ТСК.

ТСК применяются в качестве 0,35-2,7% добавок в жидкие смазки и 0,5-15% в пластические. Масляная среда используется для доставки взвеси порошка в области трения металлических поверхностей, где в результате контакта поверхностей с частицами ТСК образуются устойчивые к истиранию и тепловому расширению пленочные «зеркала скольжения». Кроме того, силикатные ТСК являются активными ад­сорбентами водорода, поэтому их использование в смазках является эффективным способом борьбы с водородным износом металлов в узлах трения.

ТСК-СМ

ТСК-СМ

ТСК-СМ – материал на базе ТСК, полученный в ходе экспериментально-исследовательской деятельности ООО «НЭСК» в 2005 году. Внедрение инновационных технологических решений как в подбор исходного сырья, так и во все стадии производственного процесса позволило добиться существенного увеличения эффекта от применения материала.

ТСК-СМ отличает особый состав компонентов и ведение высокоточного приборного контроля на всех стадиях технологии изготовления. Его главной особенностью является стабильность состава, распределение частиц по крупности, размеры максимально возможных зерен «-40 мкм», отсутствие абразивных составляющих, а также то, что размер основных фракций «-10 мкм» составляет более 93%. Кроме того, ТСК-СМ имеет почти на порядок меньшую стоимость, чем многие из представленных на рынке материалов.



Эффективность ТСК-СМ для узлов трения подкрепляется многолетним опытом работы ведущих специалистов компании – как в области создания, так и в области применения композиции.

Привлекательность ТСК-СМ для потребителей

На настоящий момент, благодаря уникальной технологии изготовления, ТСК-СМ – самая дешевая и одновременно одна из самых эффективных композиций класса минеральных модификаторов трения (ММТ). ТСК-СМ на порядок дешевле более-менее близких по качеству ММТ других фирм.

ТСК-СМ позволяет достичь:

  • значительного увеличения ресурса машин и механизмов;
  • экономии энергоресурсов и ГСМ в процессе эксплуатации;
  • уменьшения затрат, связанных с проведением планово-предупредительных ремонтов (ППР);
  • улучшения экологических показателей – снижение внешних эффектов работы механизмов: шумов, вибраций,токсичности выхлопных газов.

Использование ТСК-СМ в штатных смазках, в том числе и для ремонтно-восстановительных целей производится без разборки механизмов, с минимальной или вообще без остановки оборудования, что экономит средства на ремонт и уменьшает период простоя.

Благодаря многоступенчатому контролю качества на всех стадиях процесса изготовления, ТСК-СМ безопасен для обрабатываемых узлов, что является, как показывают исследования, одной из важнейших характеристик для ММТ материалов.

Общие характеристики

Общее описание характеристик ТСК материалов

1. Общие положения
ТСК или твердосмазочная композиция – тонкодисперсный порошок из смеси природных минералов. Используется в качестве добавки в штатные масла машин, механизмов и агрегатов.
ТСК-технология – технология обработки пар трения композицией ТСК.

2. Назначение
Образование антифрикционных пленок на поверхностях металлических пар трения, включая ремонтно-восстановительное и упрочняющие преобразование поверхностей.

3. Взаимодействие со смазками
Материал присутствует в смазочном материале в качестве равномерно распределенной взвеси, никак не реагирующей с маслом. Масло используется для доставки частиц ТСК в зону трения, где происходит процесс образования антифрикционных зеркал скольжения.

4. Антифрикционные свойства
Позволяет получать эффект «аномально низкого трения», когда вследствие уменьшения шероховатости поверхности момент трения может снижаться в 20 и более раз.

5. Прочностные свойства
Зеркала скольжения, образованные ТСК, имеют поверхности с микротвердостью HV = 650-720, они устойчивы к истиранию и тепловому расширению.

Результаты испытания пластичных смазок

6. Увеличение ресурса
Более 90% износа пары трения происходит в момент запуска и остановки машин в виду отсутствия масляного клина и повышенного трения. Антифрикционные покрытия, образованные из ТСК, значительно уменьшают трение в «безмасляной» среде, предохраняя металл от износа.

Практическое увеличение ресурса:
– подшипников качение – 1,9-2,4 раза;
– узлов типа «палец-втулка» – свыше 1,5 раз;
– ДВС, в т. ч. силовых дизельных установок – свыше 1,5 раз;
– компрессоров – более чем на 50%;
– редукторов – более чем на 50%;
– гидравлических агрегатов – более чем на 50%.

7. Снижение простоев машин и механизмов
Увеличивает межремонтный ресурс узлов и деталей, что позволяет сократить простои и получить экономию на запасных частях и регламентных работах.

8. Экономия энергоносителей
У машин и оборудования, находящихся в длительной эксплуатации, отдельные узлы сильно изношены, поэтому отсутствует масляный клин, что создает дополнительную нагрузку на силовые агрегаты. Это приводит к повышенному расходу энергоносителей. Снижение момента трения за счет ТСК-покрытий обеспечивает резкое сокращения потребления энергоносителей.

Практическая экономия:
– на дизелях и дизельных установках –3-12%;
– на бензиновых двигателях – 5-10%;
– на сверхсложных машинах (например, печатных большого формата) и линиях – от 7% до 30% и более;
– на энергоустановках (в т.ч. 2-10 МВт) – 4-14%.

9. Ремонтно-восстановительные функции
Антифрикционная пленка способна компенсировать износ металла в пределах 0,02-0,03 мм. Дополнительно, за счет уменьшения шероховатости трущихся поверхностей, снижается температура масла и, как следствие, уменьшаются тепловые зазоры. На отдельных видах машин снижение температуры масла может составлять до 6°С. Такой фактор позволяет восстанавливать компрессию в цилиндрах двигателей. В отдельных случаях восстановление компрессии составляло с 9 до 27 кг/см2.

10. Снижение шумов и вибраций
ТСК значительно снижает такие показатели вибрации, как виброскорость, виброускорение и вибросмещение. В зависимости от конструкции и износа машины или механизма снижение этих показателей может достигать значительных величин от 15% до 80% в абсолютных показателях и до 5 раз в относительных. Соответственно падает и уровень шума, общее его снижение может доходить до 2,5-3 дБ.

11. ТСК на изношенном оборудовании
Применение ТСК наиболее эффективно на оборудовании, отработавшем значительную часть своего ресурса. ТСК останавливает износ, частично его компенсирует, продлевает ресурс и экономит энергоносители. Однако нужно отметить, что создание слоя ТСК толщиной более 0,05 мм на практике трудноосуществимо и реанимация полностью «убитого» оборудования имеет свои пределы.

Производство

Производство твердосмазочных материалов

1. Исходное сырье

С точки зрения производства твердосмазочных композиций примеси в исходной породе можно условно разделить на полезные, нейтральные и вредные, а сами серпентины весьма широко разнести по шкале эффективности. Множество серпентинитов, в том числе имеющих в своем составе относительно небольшой процент примесей, делают эффект от применения полученного сырья в лучшем случае нестабильным, а в худшем – приводящим к абразивному эффекту и быстрому разрушению машин и механизмов. В качественном материале количество полезных компонентов обычно колеблется в пределах 3-5, остальное составляют нейтральные.

В рекламе отдельных фирм утверждается, что в их продукте собрано до 60 компонентов, другие делают упор на редкоземельных элементах. И это правда – горные породы содержат всю таблицу Д. И. Менделеева, что, однако, никак не меняет качества материала в лучшую сторону.

2. Обогащение исходного сырья

Обогащение представляет собой доведение сырья до однородного состояния с удалением неработающих или вредных примесей, то есть приведение его в соответствие с техническими условиями. Наличие обогащения – отличительная черта технологии изготовления ТСК-СМ.

3. Изготовление конечного продукта

В изготовлении конечного продукта наиболее важным является доведение частиц материала до нужного распределения по крупности. При этом для различных механизмов бывают более эффективны как более «грубые», так и более «тонкие» варианты помола. Как и на этапе обогащения, без строго выходного контроля получающаяся композиция может не только оказаться недостаточно действенной, но и нанести существенный вред обрабатываемым механизмам.

Рис 1. «Аристей 2»
На третьем международном симпозиуме 2005 г. по транспортной триботехнике «ТрансТрибо» специалистами «ПИМАШ», СПбГПУ, СПбУВТ: В. М. Петровым, А. Ю. Шабановым, П. И. Погодиным, был пред­ставлен доклад: «Исследование свойств антифрикционных препаратов на основе геомодификаторов трения к смазочным композициям». Были исследованы материалы на основе серпентинитов: «РВС», «Хадо», «Супра», «НИОД», «Форсан», «Живой металл» и т. д. По сути, доклад, подтверждая вышесказанное, рисует даже более мрачную картину, так как качество исходного сырья, применяемые технологии, отсутствие входного и выходного контроля и ряд других аспектов приводят авторов к мысли об опасности использования данных продуктов из-за наличия абразивов и размеров частиц аж до 300 мкм (!) вместо заявленных 2-15 мкм в технических условиях.

Зная о негативных результатах, получаемых из-за несовершенства технологии изготовления продукта, группа специалистов под научным руководством академика РАЕН В. В. Зуева с 2001 года в течение 4 лет совершенствовала технологию производства твердосмазочных материалов, добившись в результате стабильного получения полностью безопасного и высококачественного продукта.

Рис 1. Оборудование 2013 года по финишной обработке тонкодисперсных смесей ТСК-СМ – лабораторная мельница «Аристей 2».


Серпентинит – плотная горная порода (не путать с минералом серпентин), образовавшаяся в результате изменения (серпентинизации) гипербазитов при метаморфизме магматических пород группы перидотита и пикрита, иногда также доломитов и доломитовых известняков.

Серпентин (от лат. serpens – змея), змеевик (устар.) – группа минералов, магниево-железистые гидросиликаты.