CN103725386B - 隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油脂，特别公开了一种隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂及其制备方法。该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，包括如下重量份数的组分制成：基础油14-20份、可降解纤维6-12份、膏体粘附剂11-20份、结构稳定剂4-15份、油性剂和摩擦改进剂25-30份、阻燃剂5-10份和防锈剂3-8份。本发明的有益效果是：可完全代替进口产品且价格较低；不堵塞管路，不受环境温度影响，能有效防止渣滓进入盾构机主轴承和螺旋输送机轴承造成盾构机旋转部件损坏；有超强的防水冲失性，可生物降解，并且有良好的泵送性能和低温性能。
Description
（一）技术领域
本发明涉及一种油脂，特别涉及一种隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂及其制备方法。
（二）背景技术
隧道工程掘进设备—盾构机主要应用于城市轨道建设、公路铁路、市政工程、水利工程、过江跨海隧道、水（核）电站引水工程及军工保密设施等领域。盾构机在施工过程中，其刀盘土仓内存在着泥浆、岩石、砂粒、水、渣土等渣滓，还存在一定的压力，为避免泥浆、岩石、砂粒、水、渣土等渣滓进入盾构机主轴承和螺旋输送机轴承造成盾构机旋转部件损坏，就必须使用盾构机主轴承密封油脂，它是一种专门为盾构机主轴承密封圈研发的密封油脂。由于隧道工程掘进设备盾构机先期全是从欧美、日本等国家进口，而盾构机主轴承密封油脂也被法国CONDAT,TOTAL,BASF和日本松村等公司所垄断，因此使用盾构机主轴承密封油脂必须依赖进口，价格昂贵。
近几年来国内也有公司开始对盾构机主轴承密封油脂进行研发，但研发出的产品使用效果极不理想，甚至会损坏设备，与国外产品使用性能相差甚远，主要问题是：（1）选用原材料不合理，常会堵塞泵送管路；（2）受环境温度影响较大，低温变硬，泵送压力过大，会造成管道破裂，或不能泵送；温度高时，产品稠度降低，刀盘轴承外密封不保压，使泥浆、岩石、砂粒、水、渣土等渣滓进入刀盘驱动主轴承，损坏设备；（3）产品含有对刀盘主轴承橡胶密封有害的物质，会造成盾构机进口轴承唇口密封变硬、收缩及失效等问题。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种防水冲失性好、可生物降解、泵送性能和低温性能良好、不堵塞管路、不受环境温度影响、能有效防止渣滓进入盾构机主轴承和螺旋输送机轴承造成盾构机旋转部件损坏的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，包括如下重量份数的组分制成：基础油14-20份、可降解纤维6-12份、膏体粘附剂11-20份、结构稳定剂4-15份、油性剂和摩擦改进剂25-30份、阻燃剂5-10份和防锈剂3-8份。
所述基础油为Ⅱ类基础油和/或Ⅲ类基础油。
所述可降解纤维为植物纤维和/或可降解化学纤维。
所述膏体粘附剂为聚异丁烯（PIB）、聚甲基丙烯酸脂（PAM）、乙丙共聚物（OCP）、星行烯烃共聚物粘度指数改进剂LHT7016、聚乙烯基正丁基醚中的一种或几种。
所述结构稳定剂为羊毛脂、羊毛脂镁皂、甘油、脂肪酸、脂肪酸盐、高级醇中的一种或几种。
所述油性剂和摩擦改进剂为钽粉、铌粉、二硫化钼、二硒化铌、二硒化钽、二烷基二硫代磷酸氧钼中的一种或几种。
所述阻燃剂为磷酸一铵、磷酸二铵、氢氧化镁、氢氧化铝、氯化铵中的一种或几种。
所述防锈剂为氧化石油脂钡皂、羊毛脂镁皂、环烷酸锌、石油磺酸钡、羊毛脂中的一种或几种。
该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂的制备方法，包括如下步骤：
首先将基础油和可降解纤维投入捏合机中捏合，捏合时间为20-30分钟；再依次将膏体粘附剂、结构稳定剂、油性剂和摩擦改进剂投入捏合机中继续捏合，捏合时间为60-90分钟；最后将阻燃剂、防锈剂依次投入捏合机中继续捏合，捏合时间为2-3小时，即得隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂。
本发明隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂及其制备方法的有益效果是：与进口的盾构机主轴承密封油脂使用性能、技术参数相近，可完全代替进口产品且价格较低；不堵塞管路，不受环境温度影响，能有效防止渣滓进入盾构机主轴承和螺旋输送机轴承造成盾构机旋转部件损坏，完全解决了泵送堵塞管路、低温变硬不易泵送、高温变稀不保压使盾构机刀盘主轴承和螺旋输送机轴承进渣滓的问题；不含有对刀盘主轴承橡胶密封有害的物质，因此不会造成盾构机进口轴承唇口密封变硬、收缩及失效等问题；能附着于潮湿的部件表面，有超强的防水冲失性，也同样能阻止杂质进入部件，流失到土壤后，可生物降解，并且有良好的泵送性能和低温性能。
（四）具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此，实施例中的制备方法均为常规制备方法，不再详述。
实施例1：
该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂的制备方法，采用如下步骤：
首先将Ⅱ类基础油17kg和可降解玉米纤维9kg在常温下投入捏合机中捏合，捏合时间为25分钟；再依次将聚异丁烯7kg、聚甲基丙烯酸脂8kg、羊毛脂9kg、二硒化铌13kg、二硒化钽7kg、铌粉7kg投入捏合机中继续捏合，捏合时间为75分钟；最后将氢氧化镁7kg、石油磺酸钡5kg依次投入捏合机中继续捏合，捏合时间为2.5小时，即得隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂。
实施例2：
该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂的制备方法，采用如下步骤：
首先将Ⅲ类基础油14kg、可降解竹纤维3kg和聚己内酯（PCL）纤维3kg在常温下投入捏合机中捏合，捏合时间为20分钟；再依次将11kg星行烯烃共聚物粘度指数改进剂LHT7016、甘油4kg、钽粉25kg投入捏合机中继续捏合，捏合时间为60分钟；最后将氯化铵5kg、T743氧化石油脂钡皂防锈剂3kg依次投入捏合机中继续捏合，捏合时间为2小时，即得隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂。
实施例3：
该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂的制备方法，采用如下步骤：
首先将Ⅱ类基础油10kg、Ⅲ类基础油10kg和生物可降解聚酯纤维12kg在常温下投入捏合机中捏合，捏合时间为30分钟；再依次将聚乙烯基正丁基醚20kg、脂肪酸7kg、脂肪酸钠8kg、二硫化钼30kg投入捏合机中继续捏合，捏合时间为90分钟；最后将磷酸一铵5kg、磷酸二铵5kg、羊毛脂镁皂4kg、羊毛脂4kg依次投入捏合机中继续捏合，捏合时间为3小时，即得隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂。
本发明的隧道掘进工程设备盾构机主轴承密封油脂的检测指标为：
| 序号 | 项目 | 技术参数 |
| 1 | 外观 | 有纤维状 |
| 2 | 颜色 | 黑色 |
| 3 | 气味 | 无 |
| 4 | 密度（25℃）g/cm3 | 1.2±0.05 |
| 5 | 粘度（按NFT60132标准） | 255-270 |
| 6 | 附着力测试 | ≥30分钟 |
| 7 | 冲失性测试 | ＜7% |
| 8 | 四球机测试（1小时，40kg） | 0.9 |
| 9 | 与密封圈的相容性 | 同矿物油 |
| 10 | 闪点 | 无 |
本发明制备的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂分别经上隧股份、中国中铁、中隧集团、中隧装备、中铁建工等施工单位使用，其使用性能、技术参数均与进口的盾构机主轴承密封油脂相近，可完全代替进口产品且价格较低。
中铁建工集团在长沙地铁轨道建设中使用中铁建装备（长沙）生产的盾构机设备，原使用法国进口盾构机密封油脂，设备仪表显示数为：气动油脂泵气压为3.7bar，管道压力为128bar左右，司机操作显示屏外密封油脂流量为150g/min；现改为使用本发明隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，设备仪表显示数为：气动油脂泵气压为3.5bar，管道压力为125bar左右，司机操作显示屏外密封油脂流量为120g/min，完全达到国产盾构机设计参数的标准，其使用性能、技术参数均与进口的盾构机主轴承密封油脂相近，可完全代替进口产品且价格较低。
中国中铁集团在成都地铁轨道一、二号线建设中，设备绝大多数使用的是德国海瑞克盾构机，其设备厂家指定的进口密封油脂在掘进时仪表显示数为：油脂泵气压3.4bar、管道输送压力126bar左右、柱塞泵频率为8-9次/分钟；而在德国海瑞克设备上使用本发明隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，油脂泵气压3-4bar、管道输送压力120-130bar、柱塞泵频率为6-7次/分钟，其使用性能、技术参数均与进口的盾构机主轴承密封油脂相近。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,本领域的普通人员仍可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明和范围的技术方案及改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。
Claims (6)
1.隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：包括如下重量份数的组分制成：基础油14-20份、可降解纤维6-12份、膏体粘附剂11-20份、结构稳定剂4-15份、油性剂和摩擦改进剂25-30份、阻燃剂5-10份和防锈剂3-8份；所述基础油为Ⅱ类基础油和/或Ⅲ类基础油；所述可降解纤维为植物纤维和/或可降解化学纤维；
该隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂的制备方法，包括如下步骤：
首先将基础油和可降解纤维投入捏合机中捏合，捏合时间为20-30分钟；再依次将膏体粘附剂、结构稳定剂、油性剂和摩擦改进剂投入捏合机中继续捏合，捏合时间为60-90分钟；最后将阻燃剂、防锈剂依次投入捏合机中继续捏合，捏合时间为2-3小时，即得隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂。
2.根据权利要求1所述的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：所述膏体粘附剂为聚异丁烯、聚甲基丙烯酸脂、乙丙共聚物、星行烯烃共聚物粘度指数改进剂、聚乙烯基正丁基醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：所述结构稳定剂为羊毛脂、羊毛脂镁皂、甘油、脂肪酸、脂肪酸盐、高级醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：所述油性剂和摩擦改进剂为钽粉、铌粉、二硫化钼、二硒化铌、二硒化钽、二烷基二硫代磷酸氧钼中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：所述阻燃剂为磷酸一铵、磷酸二铵、氢氧化镁、氢氧化铝、氯化铵中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的隧道工程掘进设备盾构机主轴承密封油脂，其特征是：所述防锈剂为氧化石油脂钡皂、羊毛脂镁皂、环烷酸锌、石油磺酸钡、羊毛脂中的一种或几种。
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