CN111607450A - 一种机器人rv减速器润滑脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人RV减速器润滑脂及其制备方法，润滑脂按重量份包括如下原料组分制成：脂肪酸8～10份，氢氧化锂1～1.5份，抗氧剂1～2份，防锈剂1～2份，极压抗磨剂3～5份，固体添加剂3～5份及基础油77.2～79.1份，本发明还提供该润滑脂的制备方法。本发明的润滑脂能够有效提高机器人RV减速器的抗微动磨损、抗冲击负荷、减震降噪等性能，具有良好的高低温性能、抗氧性能和防锈性能，能够满足机器人RV减速器频繁启动并且经常往复运动特点的润滑要求；本发明方法操作简单，容易实现。

Description

一种机器人RV减速器润滑脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种润滑脂及其制备方法，尤其涉及一种机器人RV减速器润滑脂及其制备方法。
背景技术
减速器是工业机器人广泛采用的机械传动单元，与伺服电机装配在一起，能够将伺服电机输出转速准确降低到各关节部位所需的转速，从而获得足够的刚性和转矩，带动机械臂的运转。工业机器人关节部位常用RV减速器和谐波减速器，其中RV减速器主要装配在基座、腰部、大臂、小臂等位置。RV减速器具有强度刚度大、抗疲劳腐蚀性能好、传动效率高、精度高、减速器回差小等特点，在大型、高精度机器人获得广泛应用。
对于大型工业机器人大部分用于搬运和焊接等高强度作业，减速器是完成工作的关键，因此，就工业机器人RV减速器的工况特点对润滑脂提出了较高的性能要求，目前，用于工业机器人RV减速器的润滑脂存在挤压抗磨性差，不耐高温，在高温下易变软流失和氧化变质，在低温下不能起到润滑作用等缺点。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的旨在提供一种具有优异的极压抗磨性能、极低的摩擦系数和良好的高低温性能、有效降低机器人RV减速器的微动磨损、减震降噪、降低温升、抗氧、防锈的机器人RV减速器润滑脂；本发明的第二目的旨在提供该润滑脂的制备方法。
技术方案：本发明的机器人RV减速器润滑脂，按重量份包括如下原料组分制成：脂肪酸8～10份，氢氧化锂1～1.5份，抗氧剂1～2份，防锈剂1～2份，极压抗磨剂3～5份，固体添加剂3～5份和基础油77.2～79.1份。
进一步地，极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、噻二唑衍生物、磷酸酯和硫化异丁烯的混合物，其中，二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、噻二唑衍生物、磷酸酯和硫化异丁烯的质量比为1～1.5：0.5～1：0.3～0.5:0.5～1：0.5～1.5。极压抗磨剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤。
进一步地，固体添加剂为聚四氟乙烯和磷酸锆的混合物，其中，聚四氟乙烯和磷酸锆的质量比为1.5～2：1～3。聚四氟乙烯能够填补摩擦表面降低疲劳磨损，磷酸锆形成滚动润滑保护层，降低摩擦，从而有效提高润滑脂的抗微动磨损、降低摩擦系数。
进一步地，基础油为加氢矿物油和合成油的混合物，其中，加氢矿物油和合成油的质量比为5～20：59.1～72.9。优选的，加氢矿物油倾点不高于-25℃。
优选的，聚四氟乙烯、磷酸锆的混合物的粒径在1～2μm。
本发明的机器人RV减速器润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按质量百分比将50％～70％基础油、脂肪酸搅拌加热至75～85℃，待脂肪酸溶解，制得混合物；
(2)在混合物中加入氢氧化锂水溶液，皂化，皂化温度为95～105℃，皂化时间为2～2.5h；
(3)升温至140～150℃，搅拌，然后升温至205～210℃，保温；
(4)加入剩余的基础油，冷却至165～175℃，过滤，降温至110～120℃，加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌，脱气后制得机器人RV减速器润滑脂。
优选的，步骤(1)中基础油、脂肪酸在皂化釜中搅拌加热。
优选的，步骤(3)中搅拌时间为20～30min。
优选的，步骤(3)中保温时间为5～10min。
优选的，步骤(4)中冷却为急冷。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：考虑到工业机器人摩擦面之间的间隙很小，在运转过程中处于边界润滑状态，本发明的润滑脂首先具有足够的油膜厚度和良好的极压性能，能够适应工业机器人应用于高负荷的工况；同时具有优异的抗磨损性能及低摩擦系数，改善工业机器人减速器运转时常频繁启停且小范围内往复运动，产生微动磨损的情况；本发明的润滑脂还具有良好的高温稳定性和氧化安定性，以避免在高温下变软流失和氧化变质工业机器人结构紧凑，长时间连续工作下，易造成减速器部位温度较高的问题；最后，本发明的润滑脂具有良好的低温性能，能较好地保证工业机器人在冬季能正常启动和运转；此外，本发明的润滑脂制备方法操作简单，容易实现。
具体实施方式
本实施例和对比例中所用原料均可通过市售得到。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
实施例2
本实施例按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至85℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在105℃，皂化时间控制2.5h；皂化完成后，继续升温至150℃，搅拌30min，然后升温至210℃进行高温炼制，保温10min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至175℃，转釜，循环过滤，降温至120℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
实施例3
本实施例按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将60％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至80℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在100℃，皂化时间控制2.2h；皂化完成后，继续升温至145℃，搅拌25min，然后升温至208℃进行高温炼制，保温8min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至170℃，转釜，循环过滤，降温至115℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
实施例4
本实施例按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将70％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例1
本对比例的皂化温度低于本发明范围，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在85℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例2
本对比例的皂化温度高于本发明范围，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在115℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例3
本对比例的皂化时间低于本发明范围，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制1h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例4
本对比例的皂化时间高于本发明范围，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制3.5h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例5
本对比例的脂肪酸使用单一12-羟基硬脂酸盐，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例6
本对比例的抗氧剂使用单一烷基化二苯胺，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例7
本对比例的防锈剂使用单一二壬基萘磺酸钡，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
对比例8
本对比例的极压抗磨剂使用单一二烷基二硫代氨基甲酸，按以下方法制备机器人RV减速器润滑脂：
步骤一、将50％的基础油、脂肪酸全部投入皂化釜，搅拌加热至75℃，待脂肪酸全部溶解；
步骤二、加入氢氧化锂水溶液，并控制皂化温度在95℃，皂化时间控制2h；皂化完成后，继续升温至140℃，搅拌20min，然后升温至205℃进行高温炼制，保温5min；
步骤三、加入剩余的基础油，急冷至165℃，转釜，循环过滤，降温至110℃，均化后加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌均匀，脱气后得成品，各原料组分添加比例见表1。
各实施例与对比例的组分比例如表1(表中为重量份)所示，性能检测结果如表2所示：
表1各实施例与对比例原料
Figure BDA0002473977680000061
Figure BDA0002473977680000071
表2各实施例对比例的理化性能检验数据
Figure BDA0002473977680000072
Figure BDA0002473977680000081
通过对比例1与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例1皂化温度低于本发明范围，皂化反应不完全，出现分层，制得的润滑脂组分不均匀，影响润滑脂的极压抗磨、防锈和抗氧性能；通过对比例2与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例2皂化温度高于本发明范围，皂化反应逆向进行，产生分层和油脂析出，影响润滑脂性能。
通过对比例3与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例3皂化时间低于本发明的范围，皂化反应不完全，润滑脂分层，影响润滑脂的性能；通过对比例4与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例4皂化时间高于本发明的范围，水分蒸发过多，导致润滑脂的硬度较硬。
通过对比例5与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例5脂肪酸使用单一12-羟基硬脂酸盐，制得的润滑脂不能很好适应RV减速器不同的操作条件，极压性能较差。
通过对比例6与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例6抗氧剂使用单一烷基化二苯胺，抗氧效果较差，降低润滑脂的寿命。
通过对比例7与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例7防锈剂使用单一二壬基萘磺酸钡，防锈效果较差，影响润滑脂的防锈有效期。
通过对比例8与实施例1-4的比较，不同之处在于对比例8极压抗磨剂使用单一二烷基二硫代氨基甲酸，使润滑脂的极压抗磨性能较差，易造成机器人RV减速器的故障。

Claims (10)

1.一种机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：按重量份包括如下原料组分制成：脂肪酸8～10份，氢氧化锂1～1.5份，抗氧剂1～2份，防锈剂1～2份，极压抗磨剂3～5份，固体添加剂3～5份和基础油77.2～79.1份。
2.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述脂肪酸为12-羟基硬脂酸盐、硬脂酸盐和油酸盐的混合物，其中，所述12-羟基硬脂酸盐、硬脂酸盐和油酸盐的质量比为4～6:3:1。
3.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述抗氧剂为胺类抗氧剂与酚类抗氧剂的混合物，其中，所述胺类抗氧剂为二苯胺、萘胺或烷基化二苯胺的中一种或几种，所述酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚，所述二苯胺、萘胺、烷基化二苯胺和2,6-二叔丁基对甲苯酚的质量比为0～1：0～0.5：0～1：0.5～1。
4.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、苯并三氮唑和环烷酸锌的混合物，其中，所述二壬基萘磺酸钡、苯并三氮唑和环烷酸锌的质量比为0.5～1：0.3～0.5：0.2～0.5。
5.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、噻二唑衍生物、磷酸酯和硫化异丁烯的混合物，其中，所述二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、噻二唑衍生物、磷酸酯和硫化异丁烯的质量比为1～1.5：0.5～1：0.3～0.5:0.5～1：0.5～1.5。
6.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述固体添加剂为聚四氟乙烯和磷酸锆的混合物，其中，所述聚四氟乙烯和磷酸锆的质量比为1.5～2：1～3。
7.根据权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述基础油为加氢矿物油和合成油的混合物，其中，所述加氢矿物油和合成油的质量比为5～20：59.1～72.9。
8.根据权利要求书7所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述加氢矿物油为环烷油。
9.根据权利要求书7所述机器人RV减速器润滑脂，其特征在于：所述合成油为聚α烯烃油和酯类油的混合物，其中，所述聚α烯烃油和酯类油的质量比为50～65:7.2～9.1。
10.一种权利要求书1所述机器人RV减速器润滑脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按质量百分比将50％～70％的基础油、脂肪酸搅拌加热至75～85℃，待所述脂肪酸溶解，制得混合物；
(2)在所述混合物中加入氢氧化锂水溶液，皂化，皂化温度为95～105℃，皂化时间为2～2.5h；
(3)升温至140～150℃，搅拌，然后升温至205～210℃，保温；
(4)加入剩余的基础油，冷却至165～175℃，过滤，降温至110～120℃，加入抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂和固体添加剂，搅拌，脱气后制得机器人RV减速器润滑脂。
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