CZ9623U1 - Mazací směs - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká mazací směsi pro použití při mazání drátů a kovových lan.

Dosavadní stav techniky

Dosud známá mazadla používaná při mazání drátů a kovových lan v průběhu jejich výroby, případně i během provozování například u dopravních zařízení nebo u stavebních konstrukcí, jsou převážně na bázi minerálních olejů, vosků a pryskyřic.

Jejich schopnost ochrany lan proti opotřebení a korozi je poměrně krátkodobá. Již při výrobě drátů a kovových lan dochází k opotřebení lan a tvářecích nástrojů či vodicích prvků slaňovacího, tažného i převijecího zařízení a k odpovídající zvýšené spotřebě pohonné energie. Hlavní nevýhody dosavadních mazadel se projevují při provozování lan a manipulaci s nimi. Lana se v průběhu provozu stávají tuhá, s nadměrným opotřebováváním a únavovým namáháním drátů, povrch drátů není dostatečně dlouho chráněn proti korozi v agresivním prostředí, takže se podstatně zkracuje životnost lan. Nedostatečně mazané a následně zkorodované lano navíc způsobuje zrychlené opotřebování lanovnic, bubnů a třecích kotoučů. Dráty v lánech jsou, mimo vysokého tahu, ohybu a krutu, namáhány také vysokým bočním tlakem v místech kontaktu s kovovými součástmi uchycení nebo výrobního či provozního zařízení a v místech kontaktu se sousedními dráty. V místech tohoto bočního tlaku většinou dochází také ke vzájemnému relativně pomalému pohybu kontaktních ploch a tím nastává tření. Dosud známá mazadla nemohou na těchto třecích plochách zajistit vytvoření a udržení trvanlivé a dostatečně únosné vrstvy k ochraně proti tření, opotřebení a korozi. Materiál obroušený z třecích ploch v důsledku opotřebení zůstává v mazadle, vytváří s ním velmi účinnou brusnou pastu a sekundárně zrychluje opotřebení třecích ploch. Ve vlhkém nebo i jinak agresivním prostředí korodují obroušené plochy drátů a kovových vložek, ze kterých bylo setřeno mazadlo. Korodují však i odbroušené částice kovu v mazadle, přičemž zvyšují svůj objem, dále nasávají vlhkost a napomáhají rovněž chemickému rozkladu mazadla ajeho vytlačování z třecích ploch, čímž se zde vytváří větší prostor k působení vzduchu, vlhkosti, případně jiného korozního prostředí. Opotřebením a korozí se mohou dráty, zejména v místech křížení při protisměrném vinutí, zeslabit natolik, že se v nich překročí dovolené napětí a nastává nežádoucí zvýšená pružná nebo i trvalá deformace, případně zlomy, s možným následkem v havárii celého lana.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody jsou na minimum sníženy mazací směsí pro použití při mazání drátů a kovových lan zejména již při jejich výrobě podle technického řešení, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje 10 až 99,9 % hmotnosti plastického mazadla na bázi minerálních olejů, vosků a pryskyřic a 0,1 až 90 % hmotnosti přísady komplexního plastického maziva, vytvořeného na bázi mýdla s obsahem kovu, zejména vápníku nebo lithia nebo hliníku, případně kombinace těchto prvků, obsahujícího dále nekov, zejména dusík nebo síru nebo chlór nebo fosfor, případně kombinaci těchto prvků, pro vytvoření ochranné vrstvy chemickou vazbou přísady na kovové ploše.

Přísada komplexního plastického maziva má v mazací směsi podle technického řešení především antioxidační, antikorozní, antifrikční, protioděrové a protizáděrové účinky. Přísada v mazací směsi snižuje tření mezi kovovými plochami snižováním jejich drsnosti tím, že se na kovových plochách zejména při kluzném tření vytváří fyzikální adsorpcí, chemisorpcí nebo chemickou reakcí přísady s kovem ochranná vrstva. Například v případě chemické reakce vzniká ochranná, nejméně jednomolekulámí, vrstva, která se při kluzném tření plasticky přemisťuje, mikroskopické nerovnosti materiálu, vzniklé například při obrábění, se vyrovnávají tzv. žehlicím

- 1 CZ 9623 Ul efektem, takže při tření v podstatě nedochází k obrušování materiálu a tím k zeslabení součástí. Tato ochranná vrstva vzniká rychleji při vyšším měrném tlaku na třecí plochy, tudíž výrazným způsobem omezuje opotřebení a zadření těchto ploch. Výrazně se přitom omezuje vznik otěrových částic materiálu, což jako sekundární vliv rovněž významně snižuje tření a opotřebení a tím i vývin tepla. Vzhledem k tomu, že vazba komplexního maziva na kovový povrch probíhá poměrně rychle, je mazací směs podle technického řešení obecně výhodné používat i při mazání třecích ploch, jejichž vzájemný pohyb probíhá nízkou rychlostí. Přesto je výhodné zatěžovat třecí plochy postupně, aby se zamezilo zbytečnému opotřebení ploch v době, než dojde k vytvoření ochranné vrstvy. Vytvořením ochranné vrstvy se chemicky stabilizuje povrch kovového materiálu, ale i mazací směs se tím chrání před dalším účinkem kovového povrchu. Koroze na kovových plochách, ošetřených mazací směsí podle technického řešení a zažehlovaných během tření, postupuje podstatně pomaleji.

Mazací směs podle technického řešení působí i při nízkých venkovních teplotách, zažehlování třecích ploch však za těchto podmínek může trvat delší dobu než při vyšších teplotách.

Mazací směs podle technického řešení je velmi vhodné použít například při mazání drátů a kovových lan a to již ve fázi výroby těchto lan, případně i příslušných drátů. Mazací směs podle technického řešení lze aplikovat i během provozního používání lan, ovšem v takovém případě nejlépe po zředění vhodným ředidlem, které se v krátké době po aplikaci mazací směsi odpaří.

Ochrannou vrstvu na povrchu drátů v lanu lze nechat vytvořit až po jeho naložení, například na těžním zařízení, a provozováním lana při zatížení dopravními nádobami po určitou dobu. Ochranná vrstva vznikne vtom případě prakticky výhradně pouze na těch ploškách a liniích drátů, kde dochází ke tření, tj. kde jsou tyto dráty ve vzájemném kontaktu. Na ostatní části povrchu drátů se ochranná vrstva vytváří podstatně pomaleji a v menší tloušťce, splňuje pouze částečnou ochranu proti korozi. Povrch drátů, zejména v případě jejich pokovování, například pozinkování, je při obvyklém způsobu výroby drátů z mikroskopického hlediska poměrně drsný, čímž se snadno narušuje mazací film. Vznik ochranné vrstvy si přitom vyžaduje určitou dobu, která se prodlužuje při nižších teplotách. Vzhledem ktomu, že nelze prakticky dosáhnout ideálního postupu při nakládání lana, aby jeho zatěžování probíhalo postupně a aby se tak na povrchu drátů mohla zavčas vytvořit alespoň tenčí ochranná vrstva, může působením vysokého měrného tlaku na stykových plochách, zejména v místech křížení drátů, v době než se ochranná vrstva vytvoří, ještě dříve než dojde ke vzájemnému tření, dojít k vytlačení mazací směsi a tím k určitým úbrusům. K tomuto jevu přitom dochází průběžně téměř po celou dobu životnosti lana, neboť lano se neustále dotváří - prodlužuje se a zužuje, mění se úhel vinutí drátů a pramenů, tudíž vzájemná poloha drátů a jejich třecích ploch se neustále mění.

Proto může být výhodné vytvořit ochrannou vrstvu na povrchu drátů předem, tj. provést alespoň částečné zaběhání celého povrchu drátů ještě před slaňováním. K tomu účelu lze použít například technologii protahování drátů, pokrytých mazací směsí podle technického řešení, delším průvlakem nebo rotujícími drážkovými kotouči, nebo honovacím, případně finišovacím přístrojem.

V důsledku zaběhání kontaktních ploch - vytvoření ochranné vrstvy - dojde již ve fázi výroby lana ke snížení opotřebení drátů, případně jejich ochranného pokovení, například zinkové vrstvy, o vodicí prvky slaňovacího, tažného a převíjecího zařízení, ale i k odpovídajícímu snížení opotřebení uvedených zařízení při současném snížení spotřeby elektrické energie pro slaňování, tažení a převíjení.

Ochranná vrstva vede i uvnitř lana ke snížení tření a tím svíracího účinku mezi dráty, ke zvýšení podélné a příčné plasticity lana a tím ke snížení únavového namáhání drátů, snížení opotřebení drátů, ke snížení opotřebení povrchových drátů o lanovnice, bubny a třecí kotouče, jakož i o sousední závity lana. Dále dojde ke zrychlenému vytažení lana a tím ke zrovnoměmění a snížení kontaktních tlaků mezi jednotlivými dráty v lanu, ke snížení stěru a rozstřiku mazací

-2CZ 9623 Ul směsi, tj. ke zvýšení využití mazací směsi při současném zvýšení čistoty provozu. Dojde také ke zlepšení korozní odolnosti lana.

Další příznivé účinky při používání lan se projeví také na jednotlivých součástech lanového převodu, především sníženým opotřebením lanovnic, bubnů a třecích kotoučů, snížením odporů lana proti ohybu na lanovnicích, bubnech a třecích kotoučích a tedy snížením spotřeby energie pro jejich pohon. U nekovového vyložení lanovnic, bubnů a třecích kotoučů se sice nevytvoří žádná ochranná vrstva, ale snížení opotřebení a odporů může projevit v důsledku sníženého korozního napadení, zhrubnutí povrchu drátů.

Pokud se týká součinitele tření u třecích kotoučů, pak u nekovového obložení třecích kotoučů se snížení součinitele tření při použití lana mazaného mazací směsí dle technického řešení v podstatě neprojeví. U třecích kotoučů s kovovou drážkou je použití lana mazaného mazací směsí dle technického řešení nevhodné, neboť v tomto případě obvykle není pokles součinitele tření žádoucí - v důsledku vytvoření vysoce kluzné vrstvy v drážce by mohlo dojít k nebezpečnému prokluzu lana.

Obdobně v místech ukotvení lana ošetřeného mazací směsí podle technického řešení je nutno dbát, aby nemohlo dojít kzažehlování kovových ploch opakovaným třením a tím k poklesu součinitele tření a k poklesu bezpečnosti ukotvení.

Souhrnným vyjádřením uvedených předností mazacích směsí podle technického řešení při použití v kovových lánech je zvýšení životnosti lan zejména v závislosti na:

- konkrétním druhu základního plastického mazadla,

- konkrétním složení přísady,

- koncentraci přísady v mazací směsi,

- rozsahu použití mazací směsi v lánech,

- konstrukci lan,

- způsobu výroby lan,

- provozních podmínkách lan.

Příklady provedení

Vzhledem k tomu, že neředěné plastické mazadlo na bázi minerálních olejů, vosků a pryskyřic pro mazání lan je za běžných teplot příliš viskózní, je nejjednodušší mísit přísadu podle technického řešení v daném poměru s plastickým mazadlem po jeho zahřátí v souladu s technickými podmínkami výrobce. Rovněž aplikací mazací směsi podle technického řešení na drát je nej vhodnější provádět za tepla, aby se nanesla pouze nezbytná tenká vrstva mazací směsi.

Pro příklady mazacích směsí lze za základ použít nejobvyklejší plastická mazadla na bázi minerálních olejů, vosků a pryskyřic, obchodního názvu Elaskon a Nyrosten. Jako přísadu lze použít například komplexní mazací tuk obsahující 70 - 90 % vysoce alkalických kalciumsulfonátů a 5 - 30 % chloralkanů.

Příklad 1 - mazací směs na lana pro bubnové stroje

Elaskon 20.......................................95 % hmotnosti přísada.............................................5 % hmotnosti celkem 100%

Příklad 2 - mazací směs na lana pro bubnové stroje

Elaskon 20.......................................90 % hmotnosti přísada............................................10 % hmotnosti celkem 100 %

-3 CZ 9623 Ul

Příklad 3 - mazací směs na lana pro stroje s třecím kotoučem

Nyrosten N 113.................................95 % hmotnosti přísada.............................................. 5 % hmotnosti celkem 100%

V uvedených příkladech 1 až 3 mají mazací směsi nižší koncentraci přísady a jsou zejména vhodné přímo pro mazání hotových drátů při výrobě (splétání) lana. Použitím takto složené mazací směsi podle technického řešení se sice zvýší výrobní cena lana například o 10 %, ale na druhé straně se v důsledku zpomalení vnitřního opotřebení může životnost lana zvýšit například o 50 %.

Příklad 4 - mazací směs na lana pro stroje s třecím kotoučem

Nyrosten N 113............................... 10 % hmotnosti přísada.............................................90 % hmotnosti celkem 100%

Mazací směs dle tohoto příkladu 4 je vlastně koncentrátem přísady, který obsahuje malé množství Nyrostenu N 113 jako nosnou složku mazací směsi aktéry může být například výrobcem mazacích směsí operativně naředěn Nyrostenem N 113 dle požadavků spotřebitele nebo výrobce lan na koncentraci například podle příkladu 3.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Mazací směs pro použití při mazání drátů a kovových lan zejména již při jejich výrobě, 20 vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 99,9 % hmotn. plastického mazadla na bázi minerálních olejů, vosků a pryskyřic a 0,1 až 90 % hmotn. přísady komplexního plastického maziva, vytvořeného na bázi mýdla s obsahem kovu, zejména vápníku nebo lithia nebo hliníku, případně kombinace těchto prvků, obsahujícího dále nekov, zejména dusík nebo síru nebo chlór nebo fosfor, případně kombinaci těchto prvků, pro vytvoření ochranné vrstvy chemickou vazbou

   25 přísady na kovové ploše.