CN109777575A - 一种风力发电机组齿轮油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮油技术领域，公开了一种风力发电机组齿轮油，它是由下述重量份数的四种基础油及四类添加剂制成：茂金属聚烯烃150基础油40～70份、茂金属聚烯烃300基础油0～30份、聚烯烃4基础油15～30份、烷基萘5基础油0～14份、多元醇酯3～17份、复合添加剂0.5～8份、破乳剂0.01～0.2份、消泡剂0.01～0.3份，其制备方法如下：将茂金属聚烯烃150基础油、茂金属聚烯烃300基础油、聚烯烃4基础油、烷基萘5基础油、多元醇酯、复合添加剂、破乳剂、消泡剂加入到烧杯中，边搅拌边加热30min，然后静置至室温即得。有益效果为：在40℃下运动粘度达318mm2/s以上，粘度达190以上，倾点最小为‑42℃，铜片腐蚀≤1b；常温、负荷1200r/min、时间60min下四球机设定载荷的磨斑直径最小为0.25mm，摩擦系数最小为0.05。

Description

一种风力发电机组齿轮油及其制备方法
技术领域
本发明涉及齿轮油技术领域，尤其涉及一种风力发电机组齿轮油及其制备方法。
背景技术
风能是一种洁净的可再生能源，风力发电是一种不消耗矿物质能源、不污染环境、建设周期短、建设规模灵活、具有良好的社会效益和经济效益的新能源项目。随着人们对环境保护意识的增强，以及国家有关部门对风力发电工程项目在政策方面的扶持，风力发电在我国得到了迅猛发展。
风机齿轮箱的润滑是摩擦学家和润滑工程师面临的主要技术挑战。虽然风机的可靠性运行记录令人印象深刻，但是一旦问题出现时，通常可以追溯到齿轮箱及轴承。因此，应特别关注风机齿轮箱润滑问题。在风机工作过程中，轴承往往受到高转速与低转速以及高负荷与低负荷相互转换等各种运行条件的影响，齿轮和轴承的接触压力、摩擦力会发生改变。随着机组输出功率增加，齿轮和轴承在运行条件变换时的接触压力会更高，摩擦力增大，而且设备运行温度增高。同时，恶劣的环境条件也会造成具有挑战性的润滑环境。例如，在沙漠中运行的风机暴露在空气中，而海上风力涡轮机则经常暴露在湿气中，这些客观因素都会给设备润滑带来更多的压力。因此，改进现有流体技术以保证设备可靠性运行一直是摩擦学家和润滑领域努力研究的热点问题。
基于聚α-烯烃基础油设计而成的润滑油由于具有独特的优势，已被广泛的应用在风机润滑中，它通常能够提供更长的保养周期和更长的使用寿命，可以提高设备的可靠性。尽管如此，由于齿轮油长期运行依然会出现性能下降情况，造成润滑不良，影响设备稳定运行。
风力发电机组齿轮油作为高端润滑油，已广泛应用于风力发电机系统的齿轮润滑，有数据显示，目前国内风电机组齿轮箱全部选用进口齿轮油(不包括试验用齿轮油)，国内市场上的进口齿轮油有美孚、壳牌、福斯、巴斯夫等占了90％以上的风电油品市场。近年来，埃克森美孚还推出了质保达7年之久的美孚SHCTM齿轮油320WT。国外高档风机齿轮油在不断更新换代，而国产风电齿轮油还没有进入正式招标采购的范围。
因此，需要研制出一种性能更好能达到国内外要求的一种风力发电机组齿轮油。
发明内容
本发明的目的是提供减小摩擦系数、减小磨斑直径、延长换油周期的一种风力发电机组齿轮油，并提供制备该风力发电机组齿轮油的方法。
为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：
一种风力发电机组齿轮油，它是由下述重量份数的四种基础油及四类添加剂制成的：茂金属聚烯烃150基础油40～70份、茂金属聚烯烃300基础油0～30份、聚烯烃4基础油15～30份、烷基萘5基础油0～14份、多元醇酯3～17份、复合添加剂0.5～8份、破乳剂0.01～0.2份、消泡剂0.01～0.3份。
作为优选，包括如下重量份的组分:所述茂金属聚烯烃150基础油50～52份、所述茂金属聚烯烃300基础油15～30份、所述聚烯烃4基础油20～29份、所述烷基萘5基础油2～14份、所述多元醇酯7～17份、所述复合添加剂0.5～8份、所述破乳剂0.15～0.2份、所述消泡剂0.25～0.3份。
上述一种风力发电机组齿轮油的制备方法步骤如下：
按照所述重量份数，将茂金属聚烯烃150基础油、茂金属聚烯烃300基础油、聚烯烃4基础油、烷基萘5基础油、多元醇酯、复合添加剂、破乳剂、消泡剂加入到烧杯中，边搅拌边加热30min，然后静置至室温即得。
其中，所述茂金属聚烯烃300基础油为SpectraSyn Elite 300；
其中，所述茂金属聚烯烃150基础油为SpectraSyn Elite 150；
其中，所述聚烯烃4基础油为SpectraSyn 4；
其中，所述烷基萘5基础油为Synesstic 5；
其中，所述多元醇酯的类型为合成油酯饱和多元醇酯TMTC；
其中，所述复合添加剂为307复合添加剂或4212复合添加剂，所述307复合添加剂是由雅富顿化工(苏州)有限公司研制的307，4212复合添加剂是由山东淄博惠华化工有限公司研制的通用齿轮油复合剂H4212；
其中，所述破乳剂是由中国石油化工总公司科学研究院研制的胺的四聚氧丙撑衍生物；
其中，所述消泡剂由本实验室配制，甲基硅油的含量为10％，航空煤油的含量为90％；
本发明的有益效果是：本发明风力发电机组齿轮油低温特性、承载能力优异，使用寿命较长，氧化稳定性好。实验数据表明，使用本发明的风力发电机组齿轮油，在40℃下运动粘度达318.0mm2/s以上(常规齿轮油的运动粘度是320mm2/s)，粘度达190以上(常规齿轮油的粘度是160)，倾点最小为-45℃(常规齿轮油的倾点是-33℃)，铜片腐蚀≤1b,四球机20公斤力60分钟长磨试验，摩擦系数可以降低到0.050(常规齿轮油的摩擦系数是0.08以上)，磨斑直径只有0.025mm(常规齿轮油的磨斑直径是0.5mm左右)，温度达到35度，不再继续升高。故使用风力发电机组齿轮油可以达到如下效果:
1、减小摩擦系数：可以降低37％以上；
2、降低齿轮温度：采用本发明齿轮油，齿轮温度到35度即不再升高；
3、延长换油周期：可使用5年以上更换齿轮油。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
称取所述茂金属聚烯烃150基础油40g、所述聚烯烃4基础油15g、所述多元醇酯3g、307复合添加剂0.5g、所述破乳剂0.01g、所述消泡剂0.01g。
实施例2
称取所述茂金属聚烯烃150基础油70g、所述茂金属聚烯烃300基础油30g、所述聚烯烃4基础油30g、所述烷基萘5基础油14g、所述多元醇酯17g、4212复合添加剂8g、所述破乳剂0.2g、所述消泡剂0.3g。
实施例3
称取所述茂金属聚烯烃150基础油50g、所述茂金属聚烯烃300基础油15g、所述聚烯烃4基础油20g、所述烷基萘5基础油2g、所述多元醇酯7g、307复合添加剂4g、所述破乳剂0.15g、所述消泡剂0.25g；
实施例4
称取所述茂金属聚烯烃150基础油52g、所述茂金属聚烯烃300基础油15g、所述聚烯烃4基础油27g、所述烷基萘5基础油7g、所述多元醇酯7g、所述复合添加剂4g、所述破乳剂0.15g、所述消泡剂0.25g。
实施例5
称取所述茂金属聚烯烃150基础油50g、所述茂金属聚烯烃300基础油15g、所述聚烯烃4基础油27g、所述烷基萘5基础油7g、所述多元醇酯7g、所述复合添加剂4g、所述破乳剂0.15g、所述消泡剂0.25g。
实施例6
称取所述茂金属聚烯烃150基础油52g、所述茂金属聚烯烃300基础油15g、所述聚烯烃4基础油28g、所述烷基萘5基础油2g、所述多元醇酯7g、所述复合添加剂4g、所述破乳剂0.15g、所述消泡剂0.25g。
根据上述1-6实施例的重量份数称取四种基础油及四类添加剂，然后通过以下制备方法及步骤制取风力发电机组齿轮油：
按照所述重量份数，将茂金属聚烯烃150基础油、茂金属聚烯烃300基础油、聚烯烃4基础油、烷基萘5基础油、多元醇酯、复合添加剂、破乳剂、消泡剂加入到烧杯中，边搅拌边加热30min，然后静置至室温即得。
通过上述制备方法制取的风力发电机组齿轮油性能如下：
本发明风力发电机组齿轮油低温特性、承载能力优异，使用寿命较长，氧化稳定性好。实验数据表明，使用本发明的风力发电机组齿轮油，在40℃下运动粘度达318.0mm2/s以上(常规齿轮油的运动粘度是320mm2/s)，粘度达190以上(常规齿轮油的粘度是160)，倾点最小为-45℃(常规齿轮油的倾点是-33℃)，铜片腐蚀≤1b,四球机20公斤力60分钟长磨试验，摩擦系数可以降低到0.050(常规齿轮油的摩擦系数是0.08以上)，磨斑直径只有0.025mm(常规齿轮油的磨斑直径是0.5mm左右)，温度达到35度，不再继续升高。与常规的齿轮油以及美孚、壳牌齿轮油的性能对比该产品的黏温性能及倾点均优于同款美孚、壳牌产品。
因此，使用风力发电机组齿轮油可以达到如下效果:
1.减小摩擦系数：可以降低37％以上；
2.降低齿轮温度：采用本发明齿轮油，齿轮温度到35度即不再升高；
3.延长换油周期：可使用5年以上更换齿轮油。
本风力发电机组齿轮油达到了国内外要求，性能优越。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风力发电机组齿轮油，其特征在于：它是由下述重量份数的四种基础油及四类添加剂制成的：茂金属聚烯烃150基础油40～70份、茂金属聚烯烃300基础油0～30份、聚烯烃4基础油15～30份、烷基萘5基础油0～14份、多元醇酯3～17份、复合添加剂0.5～8份、破乳剂0.01～0.2份、消泡剂0.01～0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组齿轮油，其特征在于：作为优选，包括如下重量份的组分:所述茂金属聚烯烃150基础油50～52份、所述茂金属聚烯烃300基础油15～30份、所述聚烯烃4基础油20～29份、所述烷基萘5基础油2～14份、所述多元醇酯7～17份、所述复合添加剂0.5～8份、所述破乳剂0.15～0.2份、所述消泡剂0.25～0.3份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种风力发电机组齿轮油，其特征在于：所述复合添加剂为307复合添加剂或4212复合添加剂。
4.权利要求1-2任一项所述的一种风力发电机组齿轮油的制备方法，其特征在于步骤如下：
按照所述重量份数，将茂金属聚烯烃150基础油、茂金属聚烯烃300基础油、聚烯烃4基础油、烷基萘5基础油、多元醇酯、复合添加剂、破乳剂、消泡剂加入到烧杯中，边搅拌边加热30min，然后静置至室温即得。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种风力发电机组齿轮油，其特征在于：所述茂金属聚烯烃300基础油为SpectraSyn Elite 300；
其中，所述茂金属聚烯烃150基础油为SpectraSyn Elite 150；
其中，所述聚烯烃4基础油为SpectraSyn 4；
其中，所述烷基萘5基础油为Synesstic 5；
其中，所述多元醇酯的类型为合成油酯饱和多元醇酯TMTC。
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