專利名稱：盾構專用齒輪油及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種潤滑油，具體涉及盾構專用齒輪油及其制備方法。
背景技術：
隨著盾構掘進機應用逐漸廣泛，其消耗品，特別是油品與設備的適應性、以及與環境的適應性，是有光領域十分關注的問題。由于大型盾構掘進機屬于重型施工設備，其負荷大，設備工作壓力高，設備的制造精度也要求十分嚴格，因此要求油品的具有較高的潤滑性和極壓性。目前，國外盾構掘進機所使用的油品主要由英國BP、SHELL和美國的Mobil公司生產的產品。這些產品一般都是以石油基基礎油加入各種添加劑而形成的。 齒輪傳動是機械中最主要的一種傳動方式，在現代化機械設備中應用極廣。無論是精密儀表的微型傳動齒輪，還是傳遞上千萬瓦功率的巨型齒輪都是如此。現代化的機器設備工業正朝著高載荷、高效率的方向發展。因此，對齒輪的承載能力和使用條件提出了更苛刻的要求。為提高齒輪的承載能力，減少齒輪工作過程中出現失效的可能性，延長齒輪工作壽命，提高齒輪的傳動效率，潤滑是齒輪工作過程中及其重要而關鍵的環節，幾乎可以認為沒有潤滑的齒輪是無法進行高負荷工作的。齒輪齒面接觸處的應力一般都很大，某些重負荷齒輪齒面接觸處的應力高達4X 109Pao這些特點使齒輪的潤滑處于邊界潤滑及彈性流體潤滑狀態，如果潤滑劑使用不當將會造成齒輪擦傷、裂痕、嚴重時導致齒輪齒片斷裂等損壞。與其他零件的潤滑相比，齒輪潤滑具有以下幾個特點I)在齒面間存在滑動，而且滑動的方向與大小處于變化當中，極易引起磨損、擦傷和膠合，因此要求潤滑性也需要極壓性。2)齒輪的接觸應力非常高，在高接觸應力作用下齒輪極易發生膠合和點蝕，因此要求抗腐蝕性。3)潤滑膜的建立是一個連續的過程，每次嚙合都需重新建立油膜，在齒輪潤滑過程中，流體動力潤滑，彈性動力潤滑與混合摩擦三種潤滑方式同時存在，大部分齒輪工作是處于混合摩擦狀態，因此容易引起磨損，擦傷和膠合。4)潤滑油黏度，潤滑性、極壓性以及潤滑方式、齒輪油供應量對齒輪失效都有影響。5)齒輪的齒形、齒輪箱體及軸的變形；齒輪的材料、熱處理方法以及齒輪的裝配及安裝精度等的影響齒輪的潤滑。由于盾構齒輪系統的特殊傳動性和特殊的工作環境，對齒輪油提出了特殊的性能要求，具體有黏度是齒輪油的重要理化指標。對于盾構齒輪油也是如此，黏度大可以滿足齒輪在彈性流體動壓潤滑狀態下形成足夠厚的油膜，提高齒輪的承載能力，從而降低齒面的磨損；但如果黏度過大可能增大泵送阻力，給循環潤滑帶來困難，也增加齒輪運動拌阻力，降低齒輪油的供應量，以致造成齒輪發熱而動力損失。另外，黏度大的齒輪油流動性差，對被擠壓的油膜及時自動補償修復較慢而增加磨損。如果黏度過小，可能增加齒輪發生邊界潤滑的周期，影響油膜厚度和油膜承載能力，使潤滑質量下降；因而，齒輪油的黏度一定要合適。盾構齒輪所承受的載荷非常高，為了使齒輪傳遞載荷時，齒面不會發生擦傷、磨損、膠合，要求齒輪油有良好的承載性能。對于盾構齒輪油要求使用含強極壓劑的重載荷齒輪油。齒輪油的極壓添加劑具有在高溫摩擦面上形成化學反應膜，這種膜的抗磨、抗膠合能力很強，從而減緩齒面磨損和擦傷。因此，選用極壓抗磨劑是盾構輪油質量好壞的關鍵。高溫熱氧化安定性也是盾構齒輪油的重要性能指標之一。一方面，齒輪油工作時被激烈攪動與空氣接觸，加上使用環境中的水分、雜質和金屬的作用，使其很容易被氧化，產生氧化物或油泥，可能促使齒輪油的黏度增加。而黏度增加會使冷卻效果和供油量下降。另一方面，在苛刻載荷條件下工作的齒輪油經常處于高溫度下工作，因此，齒輪油很易被氧化，加上齒輪系統中金屬的催化作用使齒輪油的氧化作用大大加強，齒輪油的使用性能迅速下降。氧化物也是造成磨損的原因，因此，要求齒輪油具有良好的熱安定性和氧化安定性。 另外為節約資源，保證齒輪油的使用壽命，也要求齒輪油必須具有良好的高溫熱
氧化安定性。盾構齒輪傳動中大齒輪具有強烈的的攪動作用，而小齒輪具有運轉速度極快的特點，因此齒輪油在工作過程中極易帶入空氣，另一部分循環系統的油泵、軸承等的攪動以及向油箱回流的油面過低等原因，都會使得油品帶入空氣。這些空氣在齒輪油中形成大量的泡沫，如果泡沫不能很快消失，會因油面升高從呼吸孔漏出；同時，泡沫將影響齒輪嚙合面油膜的形成，影響齒輪油的潤滑效果；泡沫還能堵塞油路，產生氣阻，使供油量減少，冷卻作用不夠而引起齒輪齒面溫度升高，降低金屬強度，降低油膜承載能力，從而造成齒輪齒面損傷。所以齒輪油應當泡沫生成得少，消泡快，即齒輪油應具有良好的抗泡沫性。盾構齒輪油的腐蝕性來源于油中的酸性物質，無機酸和低分子有機酸對齒輪有很強的腐蝕性，金屬中以鉛、銅等有色金屬及合金對酸性腐蝕最敏感。另外由于齒輪油中含有極壓添加劑，化學活性強，低溫下容易與金屬表面發生反應造成腐蝕。齒輪油在使用過程中會發生分解或氧化變質產生酸類和膠質，特別是與水接觸時容易產生腐蝕和銹蝕，因此齒輪油中要加有防銹防腐劑以提高其防銹防腐性能。由于盾構齒輪在運轉過程中常經常與水接觸，特別是在盾構掘進過程中，地下水和工作水經常發生滲透到齒輪系統的情況，如果其抗乳化性不強會造成齒輪油乳化和產生泡沫，導致油膜強度降低。另外，含有極壓抗磨劑的油乳化后，極壓劑會發生水解或產生沉淀而失去極壓作用。抗乳化性能是齒輪油的重要性能指標。另外，對齒輪油的其他性能要求還包括良好的低溫流動性、抗剪切性、與密封材料的適應性、儲存安定性性等。目前，現有的齒輪油，均存在著不同的缺陷，如現在使用的BP公司的680重負荷工業齒輪油，該齒輪油的各項測試數據都不錯，但在掘進過程中發現，遇到土質比較堅硬的路段，盾構軸承齒輪受到的沖擊力大，軸承齒輪扭矩的波動會非常大，嚴重影響了盾構的平穩掘進，存在非常大的安全隱患。
發明內容
本發明的目的是提供一種盾構專用齒輪油及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷，滿足有關領域發展的需要。本發明所述的盾構專用齒輪油，包括如下重量百分比的組分
抗氧劑0.5 1.0%;
極壓抗磨劑1.5 3.0%:
油性劑I.O 2.0%; 降凝劑0.3 0.7%;
防纏劃0.1 0.3%;
腐蝕_制_0.1-0.3%;
破乳 M100 3 00 ppm ；
消泡劑IO 40ppm:
坫礎油余從Ppm表不百萬分之一；優選的，本發明所述的盾構專用齒輪油，包括如下重量百分比的組分
抗氧_0.6 0.9%;
極I--k抗磨劑2.5 2.8%;
油性劑I,S 2.0%;
降凝劃0.6 0.7%;
_戀劃0,2 0,3%;
.腐燭_制_0.2 0.3%;
破乳劑200 300 ppm；
消泡劑20 25ρρηι;所述抗氧劑選自液態低揮發性酚類抗氧劑和丁基辛基二苯胺的混合物，重量比為液態低揮發性酚類抗氧劑丁基辛基二苯胺=I I O. 8 ;所述液態低揮發性酚類抗氧劑優選2，6 二叔丁基對乙酚辛酯；雅寶公司的E4716抗氧劑；所述極壓抗磨劑為二烷基二硫代磷酸鑰、硫代磷酸酯和表面處理后的氮化硼；重量比為二烷基二硫代磷酸鑰硫代磷酸酯表面處理后的氮化硼=I : I
2 I. 25 3. 25 ;
所述表面處理后的氮化硼為采用雙丁二酰亞胺分散劑進行表面處理的氮化硼，粒徑為70 100納米，表面處理的方法如下將氮化硼與雙丁二酰亞胺分散劑混合，在60 65°C，優選63 °C下，攪拌分散40 60分鐘，優選50分鐘，然后將獲得的混合物，用球磨機磨46 50，優選48小時，即可獲得表面處理后的氮化硼；氮化硼雙丁二酰亞胺=I I 2，優選I : I. 5，重量比；雙丁二酰亞胺可采用南京歐倍克公司牌號為T154的產品。得到的產物是用雙丁二酰亞胺處理后的氮化硼，不需要分離，該產物的粒徑為70 100納米；所述油性劑為甘油三油酸酯和硫化棉籽油的混合物，硫化棉籽油如南京歐倍克的 T404 ；甘油三油酸酯硫化棉籽油=I : O. 5 3,重量比；所述降凝劑為苯乙烯異戊二烯聚合物和聚甲基丙烯酸酯；苯乙烯異戍二烯聚合物聚甲基丙烯酸酯=I : O. 75 2. 5,重量比；所述防銹劑選自十二烯基丁二酸半酯或季戊四醇單油酸酯；所述銅腐蝕抑制劑選自胺中和的磷酸酯，如萊茵化學公司牌號為RC3760的產品；所述破乳劑為胺與環氧乙烷環氧丙烷的聚合物，如蘭州煉油廠牌號為T1001的產品;所述消泡劑為低粘度甲基硅油，優選500#甲基硅油；所述基礎油為基礎油150BS和基礎油175BS的混合物，粘度為41. 4 50. 6mm2/s,
重量配比如下150BS 30^70%,175BS 70 30% ;所述基礎油150BS和175BS均為本領域通用的基礎油，其化學成分和理化性能，可參見美國ERGON公司的產品手冊；本發明的盾構專用齒輪油的制備方法，為常規的物理混合方法，將各個組分混合，即可獲得產品。本發明的有益效果是十分明顯的，明顯提高了產品的抗磨性能和極壓性能，對設備軸承和齒輪的保護明顯更好，本產品在盾構掘進過程中，即使遇到土質非常堅硬的地段，仍可以保證盾構軸承齒輪的扭矩的波動不會很大，確保了盾構機的平穩掘進。
具體實施例方式實施例中，各個組分來源如下
權利要求
1.盾構專用齒輪油，其特征在于，包括如下重量百分比的組分抗氣劑0.5 1.0%;極壓抗磨劑1.5 3.0%;油性劑I.O 2.0%;降凝劑0.3 0.7%;防銹劑O. I 0.3%; 銅腐蝕抑制劑0.1 0.3%;破乳刺〗00 300 ppm ；ftl 泡·10 40ppm;AtiIlflIl余 M..
2.根據權利要求I所述的盾構專用齒輪油，其特征在于，包括如下重量百分比的組分 抗鉍劑0.6~0.9%；極壓抗磨刺2.5 2.8%;油性劑1.8 2.0%;降凝劑0.6-0.7%;防銹劑0.2 0.3%;銅腐蝕抑制荊0.2 0.3%;破乳劑200 ~ 300 ppm ；消泡劑20 SSppnitt
3.根據權利要求I或2所述的盾構專用齒輪油，其特征在于，所述抗氧劑選自液態低揮發性酚類抗氧劑和丁基辛基二苯胺的混合物； 所述極壓抗磨劑為二烷基二硫代磷酸鑰、硫代磷酸酯和表面處理后的氮化硼； 所述油性劑為甘油三油酸酯和硫化棉籽油的混合物； 所述降凝劑為苯乙烯異戊二烯聚合物和聚甲基丙烯酸酯； 所述防銹劑選自十二烯基丁二酸半酯或季戊四醇單油酸酯； 所述銅腐蝕抑制劑選自胺中和的磷酸酯； 所述破乳劑為胺與環氧乙烷環氧丙烷的聚合物； 所述消泡劑為低粘度甲基硅油； 所述基礎油為基礎油150BS和基礎油175BS的混合物。
4.根據權利要求3所述的盾構專用齒輪油，其特征在于，所述液態低揮發性酚類抗氧劑為2，6 二叔丁基對乙酚辛酯。
5.根據權利要求3所述的盾構專用齒輪油，其特征在于，液態低揮發性酚類抗氧劑和丁基辛基二苯胺的重量比為液態低揮發性酚類抗氧劑丁基辛基二苯胺=I I O. 8 ; 二烷基二硫代磷酸鑰、硫代磷酸酯和表面處理后的氮化硼的重量比為二烷基二硫代磷酸鑰硫代磷酸酯表面處理后的氮化硼=I I 2 I. 25 3. 25 ; 油性劑為甘油三油酸酯和硫化棉籽油的混合物重量比甘油三油酸酯硫化棉籽油= O. 5 3 ; 苯乙烯異戊二烯聚合物和聚甲基丙烯酸酯的重量比苯乙烯異戊二烯聚合物聚甲基丙烯酸酯=I O. 75 2.5 ; 所述消泡劑為500#甲基硅油； 基礎油150BS和基礎油175BS的混合物的重量配比如下150BS 30 70%，175BS7(T30%。
6.制備權利要求I 5任一項所述的盾構專用齒輪油的方法，其特征在于，包括如下不·步驟將各個組分混合，攪拌即可。
全文摘要
本發明公開了一種盾構專用齒輪油及其制備方法，所述盾構專用齒輪油包括如下重量百分比的組分抗氧劑0.5～1.0%，極壓抗磨劑1.5～3.0%，油性劑1.0～2.0%，降凝劑0.3~0.7%，防銹劑0.1～0.3%，銅腐蝕抑制劑0.1～0.3%，破乳劑100～300ppm，消泡劑10～40ppm，基礎油余量。本發明明顯提高了產品的抗磨性能和極壓性能，對設備軸承和齒輪的保護明顯更好，本產品在盾構掘進過程中，即使遇到土質非常堅硬的地段，仍可以保證盾構軸承齒輪的扭矩的波動不會很大，確保了盾構機的平穩掘進。
文檔編號C10M167/00GK102732361SQ201210230399
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者楊磊, 汪憲臣, 王鵬, 石元奇, 趙潔詠 申請人:上海海聯潤滑材料科技有限公司, 上海隧道工程股份有限公司