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芻議重負荷工程機械專用脂的研制

來源:網絡|發布時間:2021-03-12|瀏覽次數:
芻議重負荷工程機械專用脂的研制1基礎油的選擇

綜合考察了工程機械各個軸銷、回轉支承以及回轉機構的工況特點。工程機械專用脂不僅要滿足各個連接部位軸銷、齒輪在低速、高負荷、沖擊載荷下正常運行;而且還必須滿足回轉支承在承受較大的軸向負荷、徑向負荷以及傾覆力矩等條件下往復回轉。然而基礎油作為潤滑脂的主要組成部分,它的性能優劣直接影響潤滑脂的潤滑性能、氧化安定性及抗剪切能力,對工作錐入度、滴點和高低溫性能也存在一定的影響。通過實際調研可知,對于單一種類的礦物油、醚類油、聚α-烯烴、酯類合成油是難以滿足其苛刻復雜的工況條件,因此,將采用復合的合成油作為基礎油。在基礎油的具體研制過程中,采用聚內烯烴(PIO)與癸二酸二辛酯兩種合成油進行復合。

1.1聚內烯烴(PIO)的選擇[5]

聚內烯烴是二聚體、三聚體和四聚體的混合物,具有典型的線性結構。選擇聚內烯烴(PIO)作為復合基礎油組分之一,由于其具有如下特點:(1)在低溫下,有良好的流變學性能;高溫下,保持較高閃點及較低蒸發損失。(2)極好的高溫熱氧化安定性,減緩了油脂在高溫、高負荷工況的氧化變質。(3)優異的抗水解能力,避免了水解現象的發生。(4)良好的粘溫性能,保證了工程機械在溫差變化幅度較大的情況下,仍保持良好的潤滑、冷卻、清潔、防銹和密封性;可有效降低工程機械軸承的振動及噪音聚內烯烴(PIO)的典型理化指標見表1。

1.2癸二酸二辛酯的選擇

癸二酸二辛酯的酯基團直接影響潤滑脂的性能,其強的偶極矩與油脂結合在一起,強化了相關性能的影響。選擇癸二酸二辛酯作為復合基礎油組分之一,是由于其具有如下特點:(1)傾點低,揮發性低,良好的粘溫性能及低溫流動性;(2)良好的抗磨損、抗擦傷及耐摩擦特性;(3)良好的熱氧化穩定性及抗水性能;(4)無毒,可生物降解,來源可再生的生物質原料。癸二酸酯類油與礦物油(XHVI4)的理化特性比較見表2。由于癸二酸二辛酯含有多重酯鍵(-COOR),而賦予了酯分子以極性;酯的極性分子在金屬表面很容易生成物理鍵,形成一層致密而穩定的潤滑膜,因而能在極端苛刻條件下,提高了油脂的潤滑性。同時,癸二酸二辛酯極強的極性,彌補了由于PIO為非極性物質,而存在添加劑溶解性差的問題;克服了PIO存在橡膠密封件相容性的不足。結合工程機械實際工況特點,采用PIO與癸二酸二辛酯復合在實際應用上不僅是可行的,而且可以得到抗水性能和性價比更高的復合基礎油。PIO克服了癸二酸二辛酯相對分子量低,其粘度變化范圍小的問題;彌補了癸二酸二辛酯易使丁晴橡膠發脹變硬的不足,成都實驗室裝修www.vnnu.cn,改善了癸二酸二辛酯與抗磨劑之間的對抗性關系。PIO與癸二酸二辛酯復合,可以有效改善其對添加劑溶解和協同作用,并可作為密封件膨脹劑使用。

2稠化劑的選擇

稠化劑作為潤滑脂不可缺少的部分。它很容易被分散而形成纖維狀結構的固體顆粒,由于表面張力或物理力的存在,因而在潤滑脂中起到吸附潤滑油的作用。稠化劑的性能好壞對潤滑脂的高溫性能、抗水性能、抗吸塵性和使用壽命等有決定性作用。實際考察了工程機械各個軸銷、回轉支承及回轉機構對潤滑脂的性能要求,并綜合考慮材料的性價比,確定以復合皂作為重負荷工程機械專用脂的稠化劑。經過綜合對比分析可知,鈣基脂具有優良的抗水性能、極壓抗磨性,鋰基脂具有良好的潤滑性能、機械安定性,為盡可能使稠化劑同時兼有鈣基脂和鋰基脂的特點[6]。因此,在潤滑脂的研制過程中,選擇性價比較高的新型復合鋰鈣皂作為稠化劑。

3復合添加劑的選擇

針對工程機械復雜工況特點,軸銷、回轉支承及回轉機構是工程機械重要部件。為了滿足工程機械正常工作的需要,研制的可降解重負荷工程機械專用脂必須具有良好的潤滑性能、氧化安定性、抗水性、防腐蝕性、抗磨損性能以及可生物降解性等。因此,為了滿足工程機械對潤滑脂質量的苛刻要求,改善和提高潤滑脂的使用性能,在潤滑脂中添加了相應的極壓抗磨劑、抗氧劑、防銹劑,抗水劑以及填充劑[7,8]。

3.1極壓抗磨劑的選擇

由于工程機械工作條件惡劣,受力復雜多變,導致工程機械各個連接部位的鉸銷、軸承及回轉機構等部件磨損嚴重;為防止部件的擦傷和降低磨損,凈化工程www.schrjh.com,提高軸承的承載能力,保證運動部件的有效潤滑,單依靠基礎油和稠化劑形成的吸附膜是不夠的。因此,采用二芐基二硫化物與烷基磷酸酯胺鹽復合作為極壓抗磨劑。該復合劑能在軸銷和回轉支承等金屬摩擦表面生成吸附力極強的物理吸附膜或化學吸附膜,以提高研制脂的承載能力;同時,該硫磷型復合添加劑還明顯提高了潤滑脂的抗磨損性能和抗燒結性能。

3.2抗氧劑的選擇

潤滑脂在使用過程中不可避免的要與空氣、水分、塵土等雜質接觸而發生氧化反應,使油品變質;氧化反應中生成的酸性物質會與金屬發生化學反應,對金屬會產生嚴重腐蝕。因此,氧化安定性成為潤滑脂的重要性能之一。另外,工程機械諸多元件大都是由合金材料制造而成的,在高溫、揚塵、潮濕工況條件下,金屬離子會對潤滑脂起到催化氧化的作用。因此,為抑制基礎油和皂基潤滑脂中脂肪酸碳鏈的氧化反應,緩解稠化劑中的鋰基脂對基礎油的催化氧化作用,鈍化金屬的催化作用,減緩油品變質,以延長潤滑脂的使用壽命;在配方中采用二烷基二硫代磷酸氧鉬油溶性有機鉬、雜環化合物與N-苯基-α-萘胺復合作為抗氧劑。該復合抗氧劑具有良好的抗氧、防腐、防銹性能之外,還可改善潤滑脂的極壓抗磨性以及降低機械運動部件產生的噪音。

3.3防銹劑的選擇

工程機械設備在野外施工,腐蝕或銹蝕會極大縮短工程機械零部件的使用壽命;同時加速油脂的老化,甚至引起油脂變質。因此,為了提高潤滑脂的防腐蝕性能,置換出油脂中的水氣或其它極性物質,在配方中采用羊毛脂鎂皂與十二烯基丁二酸復合作為防銹劑。該復合防銹劑具有很強的極性基團,對軸銷、軸套、齒輪等金屬表面有很強的吸附力,并在金屬表面形成致密的吸附性保護膜,阻止了空氣、水分、塵土以及其它腐蝕介質與金屬表面的直接接觸,從而達到抗氧、防腐、防銹的效果。

3.4抗水劑的選擇

工程機械各個軸銷、回轉支承及回轉機構在野外環境下,常受到外界外來物的入侵。水分、塵土等雜質很容易滲入到潤滑脂中,使潤滑脂乳化流失或結構破壞,降低潤滑性,潔凈室www.hrjhgs.com,以致產生銹蝕或腐蝕而使軸承失效。因此,為了保證潤滑脂與水分能有效的分離,抑制乳化流失現象的發生。在配方中采用碳酸鋯銨作為抗水劑,使潤滑脂能形成具有一定強度的乳化界面,從而達到兩相分離目的。

3.5填充劑的選擇

工程機械各個連接軸銷及回轉機構常處于低速、高負荷、振動、沖擊載荷工況下運行。為了防止軸銷的燒結,改善脂的潤滑性和抗擦傷性,增強密封性及防護性,提高脂的油膜強度,降低金屬表面摩擦系數等。因此,在潤滑脂研制過程中,選擇超細石墨為填充劑。超細石墨晶體容易吸附在金屬表面上形成堅固的潤滑膜,對粗糙不平金屬表面有填平作用,從而減少摩擦阻力,使負荷分散均勻,防止了局部高溫,而造成燒結現象的發生。

4研制脂的理化指標評定

采用聚內烯烴(PIO)與癸二酸二辛酯復合作為基礎油,復合鋰鈣皂為稠化劑,并添加極壓抗磨劑、抗氧劑、防銹劑、抗水劑及填充劑,研制出一種可降解重負荷工程機械專用脂。經過多次現場模擬試驗和相關臺架試驗,所研制的工程機械專用脂可滿足工程機械各個連接軸銷、回轉支承以及回轉機構的使用性能要求。其典型理化指標見表3。

5結論

研制出了一種可降解重負荷工程機械專用脂,采用聚內烯烴(PIO)與癸二酸二辛酯復合作為基礎油,復合鋰鈣皂為稠化劑,并添加極壓抗磨劑、抗氧劑、防銹劑、抗水劑等復合添加劑。該產品通過潤滑油品理化評定、臺架模擬試驗和實際使用,其各項性能均滿足工程機械各個連接軸銷、回轉支承以及回轉結構的使用性能要求;也適合推廣應用于礦山機械以及其他機械設備軸銷及齒輪的潤滑與密封。

作者:唐興中 粟滿榮 黃福川 肖友程 藍明新 單位:廣西大學 化學化工學院 廣西石化資源加工及過程強化技術重點實驗室 在线看日本免费不卡资源,日本免费网址大全在线观看,日本不卡免费一区二区

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