CN105296115B - 一种地铁列车专用齿轮油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油特别适合地铁列车在频繁启动、刹停及高速运行中产生的高温和极压工作状态下使用，具有卓越的高温稳定性、抗极压抗磨性能和抗高温氧化性能。保证地铁列车齿轮箱在极重负荷条件下也能保持稳定的油膜，减少噪音，防止齿轮磨损，能有效防止地铁列车低转速/高扭矩磨损及高速运行中产生的剧热，特别适合地铁列车在频繁启动、刹停及高速运行中产生的高温和极压工作状态下使用。使用本发明所述的地铁列车专用齿轮油可延长齿轮油换油周期20%以上，降低地铁营运成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑油，特别涉及一种地铁列车专用齿轮油及其制备方法，属于合成润滑油技术领域。
背景技术
齿轮油是以石油润滑油基础油或合成润滑油为主，加入极压抗磨剂和油性剂等调制而成的一种重要的润滑油。用于各种齿轮传动装置，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命，提高传递效率。齿轮油应具有良好的抗磨、耐负荷性能和合适的粘度。此外，还应具有良好的热氧化安定性、抗泡性、水分离性能和防锈性能。
车用齿轮油的质量等级通常采用API(美国石油学会)分类，见下表。
目前国际上主要铁路机车齿轮箱制造商对齿轮油的要求都是在API GL-5重负荷车辆齿轮油规格的基础上，结合其自身设备特点，增加了一些台架试验指标而确定的。在欧洲，主要的铁路机车齿轮箱制造商中，西门子弗兰德公司和福伊特公司对齿轮油的基本理化性能没有公开的指标要求、认证情况还是以其机车齿轮箱台架试验结果为主：采埃孚公司对于铁路机车齿轮油的性能则提出了具体要求，并制定了ZF TE-ML 16铁路机车齿轮箱油规格，其中ZFTE-ML 16F为全合成齿轮油的规格。ZF TE-ML 16F全合成型铁路机车齿轮箱油规格中除了要求齿轮油的运动黏度、倾点、闪点、泡沫倾向性和铜片腐蚀等常规性能指标外，还采用了欧洲CEC方法、德国DIN方法以及采埃孚公司的试验方法对齿轮油的抗剪切性、氧化安定性、密封相容性、承载性和抗磨性等性能进行了限定。
地铁列车相对于普通列车有其自身的特点，由于地铁通常是在市区及其周边地区运行，其承担的运力大、停靠站点多、运行速度快，需要在运行过程中频繁启动、刹停，这样的运行工况会加剧地铁列车传动系统齿轮之间的磨损。因此地铁列车对齿轮油的性能有更为苛刻的要求。目前的GL-5规格的车辆齿轮油在地铁列车齿轮箱的高温极压环境中运行一段时间后，会变黑、变稠，齿轮箱摩擦部件会出现积炭、油泥、漆膜，影响润滑效果，增加摩擦损耗、缩短摩擦部件的使用寿命。严重时还会影响地铁列车的安全运行，带来严重的安全隐患。为保证列车运行安全，齿轮箱换油周期通常在30万公里以内。
发明内容
为保证地铁列车齿轮箱的润滑效果，延长齿轮箱换油周期，地铁列车齿轮油应在GL-5重负荷车辆齿轮油的规格基础之上，还应具有更高的稳定性、抗极压抗磨性能和抗高温氧化性能。
本发明目的之一是：提供一种地铁列车专用齿轮油，该齿轮油具有卓越的稳定性、抗极压抗磨性能和抗高温氧化性能。
本发明目的之二是：提供一种地铁列车专用齿轮油的制备方法。
为达到上述目的，本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油采用的技术方案为，按重量份计由以下成分组成：基础油93份，增粘剂1份，降凝剂0.4份，专用复合剂3.9~4.4份，抗泡剂0.0015份。
基础油为650SN、500N、150BS基础油组成，其重量配比为：650SN 47份，500N 16份，150BS 30份。
增粘剂为聚异丁烯。
降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
专用复合剂为：极压抗磨剂、油性剂、抗氧剂、摩擦改进剂、防锈剂组成。所述的极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯3份、硫化棉籽油9份的混合物，油性剂为苯三唑脂肪酸铵盐，抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸脂，摩擦改进剂为二烷基二硫代硫酸钼，防锈剂为改性磺酸钙。各组份的重量配比为：极压抗磨剂12份，油性剂11~14份，抗氧剂0.1~0.3份，摩擦改进剂0.12~0.24份，防锈剂0.1~0.18份。
抗泡剂为1#非硅复合抗泡剂，生产厂家为乐清中亿石化有限公司。
一种地铁列车专用齿轮油通过如下步骤制得：按重量比例准备各种原料，先将基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入聚异丁烯增粘剂，搅拌50~70分钟，再依次加入聚甲基丙烯酸酯降凝剂，专用复合剂，抗泡剂，继续搅拌50~70分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即制成本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油。
本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油的全分析评定结果见下表，评定标准为GB13895-92中GL-5 85W-90项。
本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油与符合API GL-5规格的国外齿轮油的部分性能对比见下表。
由此可见，本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油，具有卓越的高温稳定性、抗极压抗磨性能和抗高温氧化性能。保证地铁列车齿轮箱在极重负荷条件下也能保持稳定的油膜，减少噪音，防止齿轮磨损，能有效防止地铁列车低转速/高扭矩磨损及高速运行中产生的剧热，特别适合地铁列车在频繁启动、刹停及高速运行中产生的高温和极压工作状态下使用。
本发明的技术方案，工艺简单，科学合理，适用于工业化生产，有很好的经济效益。使用本发明所述的地铁列车专用齿轮油可延长齿轮油换油周期至36~40万公里，相比原来的换油周期提高了20%~33.3%，降低了地铁营运成本。
具体实施例
下面结合具体实施例对本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油及制备方法做进一步详细的说明，对本发明不构成任何限制。
实施例1
一种地铁列车专用齿轮油，按重量份计由以下成分组成：基础油93份，增粘剂1份，降凝剂0.4份，专用复合剂3.9份，抗泡剂0.0015份。
基础油为650SN、500N、150BS基础油组成，其重量配比为：650SN 47份，500N 16份，150BS 30份。
增粘剂为聚异丁烯。
降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
专用复合剂，按重量份计包括：极压抗磨剂12份，油性剂11份，抗氧剂0.1份，摩擦改进剂0.12份，防锈剂0.1份。其中，极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯3份、硫化棉籽油9份的混合物，油性剂为苯三唑脂肪酸铵盐，抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸脂，摩擦改进剂为二烷基二硫代硫酸钼，防锈剂为改性磺酸钙。
抗泡剂为1#非硅复合抗泡剂。
一种地铁列车专用齿轮油通过如下步骤制得：按重量比例准备各种原料，先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，3.9份的专用复合剂，0.0015份的1#非硅复合抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
实施例2
一种地铁列车专用齿轮油，按重量份计由以下成分组成：基础油93份，增粘剂1份，降凝剂0.4份，专用复合剂4.1份，抗泡剂0.0015份。
基础油为650SN、500N、150BS基础油组成，其重量配比为：650SN 47份，500N 16份，150BS 30份。
增粘剂为聚异丁烯。
降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
专用复合剂，按重量份计包括：极压抗磨剂12份，油性剂12份，抗氧剂0.2份，摩擦改进剂0.18份，防锈剂0.14份。其中，极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯3份、硫化棉籽油9份的混合物，油性剂为苯三唑脂肪酸铵盐，抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸脂，摩擦改进剂为二烷基二硫代硫酸钼，防锈剂为改性磺酸钙。
抗泡剂为1#非硅复合抗泡剂。
一种地铁列车专用齿轮油通过如下步骤制得：按重量比例准备各种原料，先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.1份的专用复合剂，0.0015份的1#非硅复合抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
实施例3
一种地铁列车专用齿轮油，按重量份计由以下成分组成：基础油93份，增粘剂1份，降凝剂0.4份，专用复合剂4.4份，抗泡剂0.0015份。
基础油为650SN、500N、150BS基础油组成，其重量配比为：650SN 47份，500N 16份，150BS 30份。
增粘剂为聚异丁烯。
降凝剂为聚甲基丙烯酸酯。
专用复合剂，按重量份计包括：极压抗磨剂12份，油性剂14份，抗氧剂0.3份，摩擦改进剂0.24份，防锈剂0.18份。其中，极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯3份、硫化棉籽油9份的混合物，油性剂为苯三唑脂肪酸铵盐，抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸脂，摩擦改进剂为二烷基二硫代硫酸钼，防锈剂为改性磺酸钙。
抗泡剂为1#非硅复合抗泡剂。
一种地铁列车专用齿轮油通过如下步骤制得：按重量比例准备各种原料，先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.4份的专用复合剂，0.0015份的1#非硅复合抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
实施例4
齿轮油的稳定性是评价齿轮油质量的重要参数。专用复合剂的添加量是影响齿轮油稳定性的重要因素之一，将专用复合剂以不同的份数添加到基础油中，其余工艺按实施例1制得齿轮油，观察油品的外观状况，见下表。
由此可见，当复合添加剂的份数超过技术方案中所述的配方上限时，会导致齿轮油稳定性下降。而按照技术方案中所述的配方，将3.9~4.4份的复合添加剂添加到基础油中制得的产品，在室温贮存6个月后，油品外观依然均匀透明。
齿轮油的生产工艺是影响齿轮油稳定性的另外一个重要因素。不同的生产工艺生产出来的齿轮油在稳定性方面有着显著的差异。其中工艺1为本发明技术方案所述的生产工艺，其余所列4种生产工艺作为对照。所有工艺中使用的专用复合剂为实施例3所用配方。
工艺1：采用本发明技术方案中所述的工艺，先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.0份的专用复合剂，0.0015份的抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
工艺2：先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入4.0份的专用复合剂，搅拌60分钟，再依次加入1份聚异丁烯增粘剂，0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，0.0015份的抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
工艺2与工艺1的区别在于，投料顺序发生了改变，由工艺1的先加1份聚异丁烯增粘剂改为工艺2的先加4.0份的专用复合剂。
工艺3：先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至30~40℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.0份的专用复合剂，0.0015份的抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在30~40℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
工艺3与工艺1的区别在于，加热温度发生了改变，由工艺1的加热至45~55℃改为工艺3的加热至30~40℃。
工艺4：先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入1份聚异丁烯增粘剂，搅拌30分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.0份的专用复合剂，0.0015份的抗泡剂，继续搅拌30分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。
工艺4与工艺1的区别在于，搅拌时间发生了改变，由工艺1的搅拌60分钟改为工艺4的搅拌30分钟。
工艺5：先将47份的650SN，16份的500N，30份的150BS基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入0.5份聚异丁烯增粘剂，搅拌60分钟，再依次加入0.4份的聚甲基丙烯酸酯降凝剂，4.0份的专用复合剂，0.0015份的抗泡剂，继续搅拌60分钟，全过程温度保持在45~55℃。搅拌好后经过滤器过滤，装桶，即得。工艺5与工艺1的区别在于，增粘剂的加料量发生了改变，由工艺1的1份改为工艺5的0.5份。观察五种工艺油品外观状况，见下表。
由此可见，改变技术方案中的加料顺序、加热温度、搅拌时间、加料量等工艺参数，都会导致所得的产品稳定性下降。而按照技术方案中所述的工艺，在室温贮存6个月后，油品外观依然均匀透明。说明本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油配方科学，工艺合理，具有卓越的稳定性。
综合以上实施例可以发现，本发明所述的一种地铁列车专用齿轮油，由于添加了优选的专用复合剂，配方合理、生产工艺科学，使产品具有卓越的高温稳定性、优异的极压抗磨等性能，能特别适应地铁列车在频繁启动、刹停及高速运行中产生的高温和极压工作状态下使用。
Claims (3)
1.一种地铁列车专用齿轮油，按重量份数计由以下物质组成：基础油93份，增粘剂1份，降凝剂0.4份，专用复合剂3.9~4.4份，抗泡沫剂0.0015份；
其中专用复合剂组成为：极压抗磨剂、油性剂、抗氧剂、摩擦改进剂、防锈剂；极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯3份、硫化棉籽油9份的混合物，油性剂为苯三唑脂肪铵盐，抗氧剂为二烷基二硫代氨基甲酸酯 ，摩擦改进剂为二烷基二硫代硫酸钼，防锈剂为改性磺酸钙，各组份的重量配比为：极压抗磨剂12份，油性剂11-14份，抗氧剂0.1~0.3份，摩擦改进剂0.12-0.24份，防锈剂0.1~0.18份；
其中地铁列车专用齿轮油通过以下步骤获得：先将基础油计量后泵入调和釜，开启搅拌，加热至45~55℃，加入聚异丁烯增粘剂，搅拌50~70分钟，再依次加入聚甲基丙烯酸酯降凝剂，专用复合剂，抗泡沫剂，继续搅拌50~70分钟，全过程温度保持在45~55℃，搅拌好后经过滤器过滤，装桶。
2.根据权利要求1所述的一种地铁列车专用齿轮油，其特征在于：基础油为650SN、500N、150BS的混合物组成，其重量配比为：650SN 47份，500N 16份，150BS 30份。
3.根据权利要求1所述的一种地铁列车专用齿轮油，其特征在于：抗泡沫剂为1#非硅复合抗泡沫剂。
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