CN111117738A - 一种机器人rv减速器润滑剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机器人RV减速器润滑剂组合物，涉及滚动部和滑动部共同运转的减速器，尤其是涉及工业机器人关节部位的润滑。润滑剂组合物是含有基础油与稠化剂的基础脂中复配添加剂而成的润滑脂组合物。基础油是选自二次加氢基础、聚α烯烃油、烷基萘、酯类油、醚类油中的一种或者数种；复合脂肪酸皂为硬脂酸锂、硬脂酸钙、多羟基脂肪酸锂、多羟基脂肪酸钙中的一种或者数种，配合比例相对于前述基础脂100重量份是3～10重量份；复配添加剂的配合比例相对于前述基础脂100重量份是4～13重量份。通过本发明所述的机器人用RV减速器润滑剂组合物，提供有效防止初期磨损及长效抗磨损，并提供耐负荷性保护，满足机器人高精密长周期运行。

Description

一种机器人RV减速器润滑剂组合物
技术领域
本发明涉及一种机器人RV减速器润滑剂组合物，涉及滚动部和滑动部共同运转的减速器，尤其是涉及工业机器人关节部位的润滑。
背景技术
据高工机器人统计数据显示，在工业机器人的成本中，占比最高的是减速器，占比33%～38%，伺服系统占比20%～25%，控制器占比10%～15%。减速器作为机器人重要成本组成部分，其运转寿命和精度关乎整个机器人的实际使用寿命，故减速器的润滑关乎整个机器人使用周期，随着机器人要求精密化、大型化及高耐负荷性，在使用耐负荷性低的润滑剂对机器人上的关节润滑时，机器人的轴和关节部的构件处大多会发生疲劳剥落。而机器人的精密性要求在运转一开始就需减少磨损，在长周期运转中需持续降低磨损，以保证机器人运转的精密性。
专利1056173C主要介绍了一种润滑脂组合物包括润滑脂和作为添加剂加人该润滑脂中的(A)和(B)，该润滑脂含基础油和磷酸三钙和脲化物的混合物的增稠剂，(A)是结构式为:烷基二硫代氮基甲酸相，在结构式中R1和R2各自代表选自具有1～24个碳原子的烷基的基团;m为0或1-3的整数，n是1-4的整数，条件是m+n=4，和(B)是磷硫代硫酸三苯酯。本发明涉及一种润滑脂组合物，该组合物用于汽车等速万向节(CVJ)、球窝接头和枪轴轴承，用于需要润滑的各种部件、例如轴承和齿轮，用于钢铁工业和其它工业的机器。该专利产品虽然用到有机钼添加剂，但其设计的目的和实际应用并不能满足工业机器人的应用。
专利CN101163781B主要介绍了一种能够有效地防止氢蚀致脆导的滚行面等处的剥离的润滑脂组合物、封入了该润滑脂组合物的润滑脂封入式轴承、和在滑动部封入了该润滑脂组合物的单向离合器。润滑脂组合物，在含有基油与增稠剂的基础润滑脂中配合添加剂而成，能够防止含有铁系金属材料的轴承部的摩擦磨耗面或因磨耗而露出的铁系金属新生面的氢蚀致脆剥离。上述添加剂含有铋系添加剂或镁系添加剂，铋系添加剂是选自无机铋与不含硫成分的有机铋的至少一种，镁系添加剂是选自无机镁与有机镁的至少一种。润滑脂封入式轴承封入了上述的润滑脂组合物。该专利主要解决了滚动轴承润滑中氢蚀致脆导的滚行面等处的剥离的问题，但是未解决滚动部和滑动部高耐负载性和长效抗磨损的问题。
专利CN101384688B介绍了一种主要能够有效地防止氢蚀致脆导致的滚行面等处的剥离的润滑脂组合物、封入了该润滑脂组合物的润滑脂封入式轴承和在滑动部封入了该润滑脂组合物的单向离合器。润滑脂组合物，在含有基油与增稠剂的基础润滑脂中配合添加剂而成，能够防止含有铁系金属材料的轴承部的摩擦磨耗面或因磨耗而露出的铁系金属新生面的氢蚀致脆剥离。上述添加剂含有选自铝粉末和无机铝化合物中的至少一种铝系添加剂，该铝系添加剂的配合比例，相对于基础润滑脂100重量份，是0.05～10重量份。该专利解决了机器人润滑高耐负载性的问题，但是未解决抗磨损和长效性的问题。
专利CN103476911B介绍了一种润滑脂组合物，其具有足以在洁净室等洁净环境中使用的低发尘性、且具有足以对组装至大型化洁净室用机器人上的运动引导装置进行润滑的耐负荷性。本发明人等利用如下洁净环境用润滑脂组合物解决了上述课题，所述洁净环境用润滑脂组合物含有基础油、增稠剂和极压剂，上述基础油在40℃的运动粘度为100～300mm2s，该润滑脂组合物包含锂复合皂作为上述增稠剂，上述增稠剂的含量相对于上述组合物总量为10～40质量%。该专利解决了机器人润滑高耐负载性和低发尘性的问题，是一款高温润滑脂而非适用于精密机器人用润滑脂，未解决温升问题和运行长效性的问题。
通常已知有为了提高润滑脂组合物的耐负荷性而添加极压剂作为添加剂的技术。但是，当将极压剂添加于润滑脂组合物时，抗磨损性有时会变差，难以制造满足长效抗磨损和负荷性这两种要求的润滑脂组合物。而机器人在长期运行中要满足高精度的运转，需要控制摩擦生热，故要求温度变化不能太大，满足机器人平稳运行。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种机器人RV减速器润滑剂组合物，其目的在于提供有效防止初期磨损及长效抗磨损，并提供耐负荷性保护，满足机器人高精密长周期运行。
本发明所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，是含有基础油与稠化剂的基础脂中混合复配添加剂而成的润滑脂组合物，其特征在于：提供有效防止初期磨损及长效抗磨损，并提供耐负荷性保护，满足机器人高精密长周期运行。
所述润滑剂组合物防止滚动部和滑动部的摩擦损耗或者因磨损而暴露出的新金属面扩大磨损。
所述复配添加剂在滚动部和滑动部因磨损而暴露出的新金属面同时和铁形成铁化合物和钼化合物的膜。
所述复配添加剂中有机钼的配合比例相对于前述基础脂100重量份是4～13重量份。
所述基础油是选自二次加氢基础油、聚α烯烃油、烷基萘、酯类油、醚类油中的一种或者数种。
所述基础油在40℃下的运动粘度在22～100mm2/S。
所述稠化剂为复合脂肪酸皂。
所述复合脂肪酸皂为硬脂酸锂、硬脂酸钙、多羟基脂肪酸锂、多羟基脂肪酸钙中的一种或者数种。
所述复合脂肪酸皂配合比例相对于前述基础脂100重量份是3～10重量份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过本发明所述的机器人用RV减速器润滑剂组合物，提供有效防止初期磨损及长效抗磨损，并提供耐负荷性保护，满足机器人高精密长周期运行。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，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。
润滑脂组合物的制造
实施例
实施例1-1～实施例1-6、对比例2-1～对比例2-6和对比例3-1~对比例3-3，在表1~表3中基础油粘度均为40℃下的运动粘度，单位为mm2/S 。
在表1分别所示的基油中，按表1所示的比例溶解稠化剂，边搅拌溶解有稠化剂的溶液边升温，在100℃～120℃下继续搅拌60分钟使之分散均匀，继续升温到200℃～220℃，恒温10分钟后降温，三联辊均质化三遍成基础脂。按表1所示的配合比例向其加入复配添加剂，再在100℃～120℃下搅拌60分钟。然后进行冷却，使用三联辊均质化，脱气制得润滑脂组合物。
在表2分别所示的基油中的一半量中，按表2所示的比例溶解4, 4一二苯基甲烷二异氰酸酯(以下称为MDI)，在其余的一半量的基油中溶解达到MDI的2倍当量的一元胺。各自的配合比例与种类如表2所示。边搅拌溶解有MDI的溶液边加入溶解有一元胺的溶液后，在100 ～120℃下继续搅拌30分钟使之反应，使基油中生成二脲化合物。按表2所示的配合比例向其加入添加剂，再在100～120℃下搅拌10分钟。然后进行冷却，使用三联辊均质化，制得润滑脂组合物。
在表3所示的量的高粘度基础油(PAO-A),12-羟基硬脂酸、壬二酸及防锈剂在反应釜中边搅拌边加热至95℃；然后，将表3所示的量的氢氧化锂(水合物)溶解于其5倍量(质量比)的水中。将该水溶液缓慢加入，进行加热混合。在混合物的温度达到195℃后保持5分钟。接下来，配合低粘度基础油(PAO-B)，然后以50℃/小时的速度冷却至60℃，添加表3所示的量的抗氧化剂、极压剂并进行混合。自然放冷至室温后，使用3辊式装置进行精加工处理，获得润滑脂组合物。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE003
对制得的润滑脂组合物进行了低温低速实验、低温高速实验、抗磨特性短、抗磨特性长、耐负荷实验、温升实验、长周期实验。把试验方法与试验条件示于以下。另外，把结果示于表1、表2和表3中。
低温低速实验及抗磨特性短。利用四球试验机，采用室内空调恒温25℃，转速600rpm，载荷恒定，运行超过10分钟判定为通过，在此期间实验终止判定为不通过。主要模拟机器人在初始启动是润滑剂能否起作用。实验停止后利用显微镜观察磨斑判断抗磨特性短性能，以数值大小表示，越小代表抗磨特性短性能越好。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好解决机器人启动润滑不良的问题和初期磨损问题，而其他专利产品均不能完美解决该问题。
低温高速实验。利用四球试验机，采用室内空调恒温25℃，转速1800rpm，载荷恒定，运行超过10分钟判定为通过，在此期间实验终止判定为不通过。主要模拟机器人在初始启动后速度提至告诉是润滑剂能否保持作用。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好解决机器人启动到正常工作连续润滑问题，而其他专利产品均不能完美解决该问题。
抗磨特性长。利用四球试验机，采用室内空调恒温54℃，转速1800rpm，载荷恒定，运行时间60分钟。实验停止后利用显微镜观察磨斑判断抗磨特性长性能，以数值大小表示，越小代表抗磨特性长性能越好。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好解决长期磨损的问题，而其他专利产品均不能完美解决该问题。
耐负荷实验。利用四球试验机，采用室内空调恒温25℃，转速1800rpm，载荷恒定，运行超过10秒钟未出现烧结判定为通过，在此期间实验终止判定为不通过。主要考察在机器人遇到突然负载增大时润滑剂能否保住摩擦面不会发生烧结粘连，导致机器人卡死。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好解决运转中由于极端工况导致机器人失效，而其他大部分专利产品不能完美解决该问题。
温升实验。利用四球试验机，采用室内空调恒温25℃，转速1800rpm，载荷恒定，运行超过60分钟后由于摩擦升温导致温度上升，取前后温度差值，判定温差越小越好。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好解决运行中温升问题，而其他专利产品均不能完美解决该问题。
长周期实验。按照机器人工作原理进行长周期实验，已发生机器人运行精度超过5%判定实验结束。从表1、表2和表3的结果可以看出，本发明的润滑脂组合物可以很好保证机器人有效长周期运行，而其他专利产品使用寿命均低于本发明。长周期实验后，实施例1-1~实施例1-6中的轴承和齿面发生了变色，对变色膜进行XPS（ESCA）进行组成分析，结果出来Fe、O、C外还检测出S和Mo，对检测出的S和Mo再详细调查，结果是S和Mo的复合膜。由以上的分析结果说明，通过在摩擦面因磨损而露出的新金属面，形成了Fe、S和Mo的润滑膜，阻止了金属面进一步磨损，抑制了剥离和磨损的发生，提高了机器人的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：是含有基础油与稠化剂的基础脂中混合复配添加剂而成的润滑脂组合物。
2.根据权利要求1所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述润滑剂组合物防止滚动部和滑动部的摩擦损耗或者因磨损而暴露出的新金属面扩大磨损。
3.根据权利要求1所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述复配添加剂在滚动部和滑动部因磨损而暴露出的新金属面同时和铁形成铁化合物和钼化合物的膜。
4.根据权利要求1所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述复配添加剂中有机钼的配合比例相对于前述基础脂100重量份是4～13重量份。
5.根据权利要求1所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述基础油是选自二次加氢基础油、聚α烯烃油、烷基萘、酯类油、醚类油中的一种或者数种。
6.根据权利要求5所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述基础油在40℃下的运动粘度在22～100mm2/S。
7.根据权利要求1所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述稠化剂为复合脂肪酸皂。
8.根据权利要求7所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述复合脂肪酸皂为硬脂酸锂、硬脂酸钙、多羟基脂肪酸锂、多羟基脂肪酸钙中的一种或者数种。
9.根据权利要求7所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述复合脂肪酸皂配合比例相对于前述基础脂100重量份是3～10重量份。
10.根据权利要求7所述的机器人RV减速器润滑剂组合物，其特征在于：所述多羟基脂肪酸的羟基数为1-3。
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