CN102041148B - 一种风力发电合成齿轮油 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力发电合成齿轮油，主要用于风力发电场使用的风力发电齿轮与轴承等的润滑。其原料重量配比包括：95～98％的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯合成基础油，5～2％的工业齿轮油复合添加剂以及适量的抗泡剂(外加)。本发明有益的效果是：提高风力发电齿轮油的寿命，改善齿轮油与密封材料的相容性，可生物降解，使用安全、环保。
Description
技术领域
本发明涉及润滑剂领域，具体地，涉及一种风力发电用的合成齿轮油。
背景技术
齿轮增速箱是风电设备中最重要的一个组成部分，同时在润滑油品的使用上也是用量和性能要求最高的一个产品。根据德国年的统计数据在造成风电场停运的主要原因中轮箱成为风电场正常运行的一个主要设备。风电齿轮箱多采用多级平行轴的行星斜齿轮变速箱。风电设备中的叶片以较低的速度经过增速齿轮箱系统实现转速的提高，再传递给电机形成发电。在这一过程中，齿轮箱的增速比一般在1∶67.4(以金风科技750KW机型为例)，这将形成高达4×106N.m的扭矩，而齿轮和轴承将承受由此形成的极大应力。另一方面，在风电齿轮增速箱中，润滑剂同时润滑齿轮和轴承，因此应用于风电齿轮箱的润滑剂产品必须同时满足齿轮和轴承的润滑需求。
根据欧洲风电业的经验，在最初的设备失效中大多是因轴承损坏造成的。根据国际知名轴承生产商的统计数据显示，在轴承失效的各种因素中润滑剂又是一项主要影响因素之一。另外，齿轮表面过多的微点蚀现象、过滤器堵塞、齿轮腐蚀、溢油等问题均与油品有关，这在风电齿轮设备的运转中也经常出现。
目前使用的风力发电齿轮油主要有矿物油型和合成烃型。其中矿物油型由于基础油的性能限制，导致虽然齿轮油价格低，但使用寿命短；而合成烃型风力发电齿轮油虽然具有较长的使用寿命，但由于基础油与密封材料的相容性差，会导致密封材料收缩而泄漏，同时价格也较高。此外，矿物油和合成烃风力发电齿轮油生物降解性差，泄漏到环境后会造成环境污染。解决风力发电齿轮油使用寿命短、成本高以及环境污染问题是齿轮油工作者急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电合成齿轮油，克服了现有同类产品的不足。提高了产品的使用寿命，解决现有合成齿轮油与密封材料相容性不好以及不可生物降解会污染环境的问题，降低成本。
实现上述目的的技术方案如下：
一种风力发电合成齿轮油，包含以下组份：
合成基础油：可生物降解的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯，其重量百分含量为95～98％；工业齿轮油复合添加剂，其总量百分含量为5.0～2.0％。
进一步地，在所述组份的基础上还外加重量百分含量为0.001～0.3％的抗泡剂。
进一步地，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯中，其二元酸为C6～C18的二元酸，如己二酸、癸二酸、壬二酸、十二双酸等，其C5～C18酸为直链的一元酸或异构的一元酸，如：正戊酸、异辛酸、正十六酸、异十六酸等。
进一步地，所述的二元酸中优选己二酸、癸二酸或壬二酸。
进一步地，所述的C5～C18酸中优选C5～C10的直链的一元酸。
进一步地，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯是单一二元酸、季戊四醇与单一酸的复合酯，如：癸二酸、正戊酸与季戊四醇的复合酯，也可以是一种或一种以上二元酸与一种或一种以上一元酸的混合复合酯，如：癸二酸、正戊酸、正庚酸与季戊四醇的混合复合酯，癸二酸、正戊酸、正庚酸、正辛酸与季戊四醇的混合复合酯等。
进一步地，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯，可以是单一复合酯，也可以是不同复合酯的混合物，其在40℃运动粘度为：68～460mm2/s。
进一步地，所述的工业齿轮油复合添加剂为Hitec307添加剂、Hitec317添加剂或Hitec352添加剂。
进一步地，所述的抗泡剂是硅油型抗泡剂T901或非硅型抗泡剂MS-5A。
以上所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯为二元酸、季戊四醇、C5～C18酸经酯化反应得到的物质。工业齿轮油复合添加剂及抗泡剂均是市售的产品。
本发明提供的风力发电合成齿轮油是按以下方法制备：根据齿轮油的粘度等级，将一种、两种或两种以上的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯合成基础油按所需要的比例加入带搅拌器的调合釜中，搅拌加热升温到60±5℃，然后按比例加入工业齿轮油复合添加剂以及抗泡剂，搅拌混合均匀，分析合格后，包装成品。
本发明的有益效果是：
根据本发明的风力发电合成齿轮油，成本低，与密封材料相容性好，可生物降解，即使泄漏到环境，也会在微生物的作用下分解，不会对环境造成污染和危害。同时，各项性能指标可以满足GB 5903、US STEEL 224、Flender Industrial Gear Revision 9-2005、AGMA 9005-E02(EP)、Cincinnati Machine P-74等标准要求。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
在带有搅拌器的调和釜中，加入970公斤癸二酸季戊四醇C7酸复合酯(40℃运动粘度为：97mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入30公斤AftonHitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸季戊四醇C7酸复合酯的重量百分比为97％，Afton Hitec307的重量百分比为3％。主要性能见表1。
实施例2
在带有搅拌器的调和釜中，加入970公斤己二酸季戊四醇C6、iso-C8(异辛基)酸复合酯(40℃运动粘度为：163mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入30公斤Afton Hitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸季戊四醇C6、iso-C8(异辛基)酸复合酯的重量百分比为97％，Afton Hitec307的重量百分比为3％。主要性能见表1。
实施例3
在带有搅拌器的调和釜中，加入970公斤癸二酸季戊四醇C5、C7、C9酸复合酯(40℃运动粘度为：233mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入30公斤Afton Hitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸季戊四醇C5、C7、C9酸复合酯的重量百分比为97％，Afton Hitec307的重量百分比为3％。主要性能见表1。
实施例4
在带有搅拌器的调和釜中，加入970公斤癸二酸、己二酸季戊四醇C8、C9、C10酸复合酯(40℃运动粘度为：353mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入30公斤Afton Hitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸季戊四醇C8、C9、C10酸复合酯的重量百分比为97％，Afton Hitec307的重量百分比为3％。主要性能见表1。
实施例5
在带有搅拌器的调和釜中，加入950公斤癸二酸、己二酸季戊四醇C8、C9、C10酸复合酯(40℃运动粘度为：353mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入50公斤Afton Hitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸季戊四醇C8、C9、C10酸复合酯的重量百分比为95％，Afton Hitec307的重量百分比为5％。主要性能见表1。
实施例6
在带有搅拌器的调和釜中，加入970公斤癸二酸、己二酸、壬二酸季戊四醇C5、C7酸复合酯(40℃运动粘度为：453mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入30公斤Afton Hitec307以及适量的T901(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油，其中癸二酸己二酸、壬二酸季戊四醇C5、C7酸复合酯的重量百分比为97％，Afton Hitec307的重量百分比为3％。主要性能见表1。
表1各实施例性能分析数据
实施例7
在带有搅拌器的调和釜中，加入960公斤壬二酸、C12二元酸、C18二元酸季戊四醇C11、C18酸复合酯(40℃运动粘度为：420mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入40公斤Afton Hitec317以及0.01公斤的MS-5A非硅型抗泡剂(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油。
实施例8
在带有搅拌器的调和釜中，加入980公斤癸二酸、C13二元酸、C15二元酸季戊四醇C12、C16酸复合酯(40℃运动粘度为：318mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入20公斤Afton Hitec352以及0.01公斤的MS-5A非硅型抗泡剂(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油。
实施例9
在带有搅拌器的调和釜中，加入950公斤己二酸、C14二元酸、C16二元酸季戊四醇C13、C14酸复合酯(40℃运动粘度为：229mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入50公斤Afton Hitec317以及3公斤的T901硅油型抗泡剂(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油。
实施例10
在带有搅拌器的调和釜中，加入980公斤庚二酸、C11二元酸、C17二元酸季戊四醇C15、C17酸复合酯(40℃运动粘度为：213mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入20公斤Afton Hitec352以及0.02公斤的T901硅油型抗泡剂(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油。
实施例11
在带有搅拌器的调和釜中，加入500公斤癸二酸季戊四醇C7酸复合酯、460公斤己二酸季戊四醇C6、iso-C8(异辛基)酸复合酯(40℃运动粘度为：312mm2/s)，搅拌加热升温到60℃，加入40公斤Afton Hitec307以及0.5公斤的T901硅油型抗泡剂(外加)，于60±5℃恒温搅拌1小时，由此得到本发明风力发电合成齿轮油。
经分析，实施例1-11所得的风力发电合成齿轮油各项性能指标均可以满足GB 5903、US STEEL 224、Flender Industrial Gear Revision 9-2005、AGMA 9005-E02(EP)、Cincinnati Machine P-74等标准要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，包含以下组份：
合成基础油：二元酸季戊四醇C5～C18复合酯，其在40℃运动粘度为：68～460mm2/s，其重量百分含量为95～98%；
工业齿轮油复合添加剂，其总量百分含量为5.0～2.0%。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，在所述组份的基础上还外加重量百分含量为0.001～0.3%的抗泡剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯中，其二元酸为C6～C18的二元酸，其C5～C18酸为直链的一元酸或异构的一元酸。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的二元酸中优选己二酸、癸二酸或壬二酸。
5.根据权利要求3所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的C5～C18酸中优选C5～C10的直链的一元酸。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯是单一二元酸、季戊四醇与单一酸的复合酯，也可以是一种或一种以上二元酸与一种或一种以上一元酸的混合复合酯。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的二元酸季戊四醇C5～C18复合酯，可以是单一复合酯，也可以是不同复合酯的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的工业齿轮油复合添加剂为Hitec307添加剂、Hitec317添加剂或Hitec352添加剂。
9.根据权利要求2所述的一种风力发电合成齿轮油，其特征在于，所述的抗泡剂是硅油型抗泡剂T901或非硅型抗泡剂MS-5A。
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