CN1557922A - 重负荷滑动轴承的润滑材料 - Google Patents
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Abstract
一种重负荷条件下的滑动轴承润滑材料，它含有钠基润滑脂和8％～12％的洁净水；或者含有钠基润滑脂、1％～33％的添加剂和12％～30％的洁净水。也就是说，本润滑材料是含有8％～30％洁净水的含水钠基润滑脂。本发明是一种对环境基本无污染，润滑效果好，对摩擦付有热平衡作用而且成本低廉的润滑材料。
Description
技术领域
本发明涉及润滑材料，尤其是用于重负荷条件下的滑动轴承的润滑材料。
背景技术
在一些不适合使用滚动轴承或使用滚动轴承太昂贵的场合，人们就选用滑动轴承。例如，绝大部分中小型薄板轧机中的轧辊轴颈处，就是用滑动轴承(具体地讲，是一种有上下轴瓦的开式滑动轴承)来支承。而这类滑动轴承是在重负荷条件上工作的，因此这类滑动轴承的润滑就成为必须首先要解决的问题。目前在轧机上的解决方案是，把石墨和沥青混合在一起，做成胶体状的润滑块，然后把这润滑块放在滑动轴承和轧辊轴颈侧面，让该润滑块与轧辊轴颈充分接触。工作时，轧辊轴颈与滑动轴承间产生的摩擦热把该润滑块中的沥青熔化，熔化后的沥青带着石墨、随着轧辊的转动楔进该摩擦付的间隙中。该润滑块不断地熔化，熔化的沥青带着石墨源源不断地从间隙中楔进、溢出，使摩擦付得以润滑。溢出的沥青和石墨最后流到回收容器里。现有的这种方案在一定程度上解决了这类滑动轴承的润滑问题。但其不足也是很明显的。其主要不足之处是：制作该润滑块时就需首先熔化沥青，然后才能把石墨混合进去；为保证充分的混合，有时还必须进行不断地搅拌。在熔化沥青和搅拌的过程，有大量的沥青蒸汽产生、并弥漫到周围的环境中。这就对环境造成了严重的污染；对生产工人的健康有严重的损害——因为沥青是一种强致癌物质。在使用时，又要熔化一次沥青，对环境又造成第二次污染，对轧机旁的工人的健康又造成损害。同时，工厂需缴纳的排污费也十分惊人。所以，人们一直在寻找解决这一问题的润滑材料或新方案。但现有的润滑材料或新方案不是成本太高、就是润滑效果不好(例如：直接选用能承受重负荷的润滑脂。其中，属钠基润滑脂的就有“高温润滑脂”和“铁道润滑脂”)。因此，目前仍不得不用沥青石墨润滑块对所述轧辊轴颈及其滑动轴承进行润滑。
发明内容
本发明的目的是提供一种重负荷滑动轴承的润滑材料，它不仅能对重负荷条件下的滑动轴承进行可靠地润滑、而且基本不污染环境，有利于环境保护和工作人员的身体健康。
本发明的目的是这样实现的：所述重负荷滑动轴承的润滑材料，它含有钠基润滑脂和8％～12％的洁净水，或者含有钠基润滑脂、1％～33％的添加剂和12％～30％的洁净水。
本润滑材料中所述添加剂是12％～30％填充剂，或者是1％～5％粘附剂，或者是12％～30％填充剂与2％～4％助乳化的酸类，或者是12％～30％填充剂与1％～5％粘附剂，或者是12％～30％填充剂、2％～4％助乳化的酸类与1％～5％粘附剂。
本领域的技术人员都知道，钠基润滑脂有极强的亲水性也即易乳化性，作为润滑材料使用必须严格控制其含水率，一般钠基润滑脂的含水率≯0.4％，有一定量添加剂的高温润滑脂的含水率≯0.3％，铁道润滑脂的含水率≯0.5％。一旦含水率稍高，在使用时就会因其钠皂被乳化而致使润滑脂流失、失去了润滑作用。因此本领域普遍认为钠基润滑脂是不能与水混合用作润滑材料的。
本润滑材料是含有钠基润滑脂和8％～12％的洁净水，或者含有钠基润滑脂、1％～33％的添加剂和12％～30％的洁净水的润滑材料。其含水比例主要根据负荷的大小和所需控制的摩擦付温升确定，而钠基润滑脂则选用适合重负荷滑动轴承使用的钠基润滑脂。由于钠基润滑脂混水后，其针入度要增大、其滴点要下降，所以在为新生产配制而计算各组份比例或选用相应钠基润滑脂来混水配制时，应比相同负荷条件下的钠基润滑脂的针入度小、滴点高，以使混合了洁净水后的钠基润滑脂的针入度和滴点有比较合适的数值；同样，在加入了所需添加剂之后，其针入度和滴点也要发生相应的变化，因此，在为新生产配制而计算各组份比例或选用相应钠基润滑脂来混水配制时，也需考虑到其针入度和滴点的这些变化。这些对本领域的技术人员来讲，都是能够理解和做得很好的，故不赘述。
本润滑材料的使用方法与背景技术中所说的相同，即仍然是把本润滑材料成型后放在滑动轴承和轧辊轴颈侧面，让它与轧辊的轴颈充分接触。工作时，轧辊轴颈与滑动轴承间产生的摩擦热把本润滑材料熔化，熔化了的润滑脂随着轧辊的转动楔进摩擦付的间隙中，形成油楔(或日油膜)、以对摩擦付进行润滑；同时，该润滑材料中洁净水的相当一部份被蒸发掉。蒸发掉的水带走一部分摩擦热，使摩擦付的温升不致太高，最后达到一种动态的热平衡。这种热平衡的限制温升作用不仅能延长摩擦付的使用寿命，而且能自动控制本润滑材料的熔化量和楔入量，既满足了润滑的要求，又不会浪费润滑材料。而现有的沥青石墨润滑块在热平衡效果就远不如本发明，直接用现有的各种润滑脂的话，它们会因过高的温度而过早地变质，且热平衡的效果也很差。与现有的过程相同，本润滑材料中的润滑脂仍是源源不断地从摩擦付的间隙中楔入和溢出的，溢出的失去了大量水份的润滑脂仍然流到回收容器里。把回收的润滑脂除去机械杂质或变质组份以及最终化验合格后，又可以按需要的比例补充洁净水、以循环利用。毫无疑问，与现有的沥青石墨润滑块相比，本发明在制备和再生的过程中，对环境几乎没有污染，对工人的健康更没有损害；在使用过程中也同样如此——这其中也包括了所述的动态热平衡能减小润滑脂中基础润滑油的蒸发在内。
而从本润滑材料的使用过程中不难看出，本发明就是根据其与通常的使用方法不同的特点、反过来利用这乳化液的可流动性(其作用后述)。由于本润滑材料中的润滑脂是源源不断地从摩擦付的间隙中楔入和溢出的，所以，它在该间隙中停留的时间比较短暂，把摩擦付隔开的“油楔”中就可能有润滑脂、基础润滑油、乳化液和各种添加剂等多种成分。而这些成分对摩擦付都有润滑和隔离作用，其中的乳化液同时还对所述的热平衡有贡献，摩擦付产生的微小磨粒也主要由它带走，从而也避免了磨粒磨损的产生。
在本发明进一步的方案中，作为添加剂之一的填充剂比现有的含填充剂的钠基润滑脂的用量大得多，这些填充剂既有很好的润滑作用，也能调节针入度。这样，在确保本润滑材料能可靠地润滑和隔离摩擦付的前提下，也可以方便地制成块状而更加适应现有的使用习惯。同时，用价格便宜得多的填充剂来替代价格昂贵的钠皂中的一部分，也使成本得到了降低，而填充剂中的滑石粉价格又比石墨和二硫化钼还要低廉，就更进一步降低了成本。作为添加剂之一助乳化的酸类在新制备本润滑材料时能加速皂化反应的速度；作为添加剂之一粘附剂的作用增强润滑脂对金属表面的附着力。因此，在本发明的主要特征披露后，其附加特征的作用及其选择是本领域技术人员完全能够理解、掌握和实施的。并且所述助乳化的酸类，除采用实施例中提到的松香和环烷酸等助乳化的酸类外，采用其他助乳化的酸类也能达到相同效果；所述粘附剂，除采用实施例中提到的聚丙烯酰胺、聚乙烯和聚丁烯等粘附剂外，采用其他的粘附剂也能达到相同效果。
总之，本发明是一种对环境基本无污染，润滑效果好，对摩擦付有热平衡作用而且成本低廉的适合于重负荷条件下的滑动轴承使用的润滑材料。
具体实施方式
本发明是利用钠皂基的亲水性也即易乳化性这一公知的自然规律和对摩擦付所处的特殊环境及特殊的润滑方法而提出的。一旦披露出来，对本领域的技术人员来讲，实施起来非常容易，或者说本领域的技术人员仅通过有限的常规实验就能制备出来。所以，下面介绍的本发明润滑材料制备方法的生产工艺并非惟一的制备工艺，仅是为了帮助理解本发明。本发明润滑材料制备工艺与现有的钠基润滑脂的生产工序基本相同或者说本质上相同，相比而言，只是在“稠化成脂工序”前除去了“脱水工序”；在“稠化成脂工序”后增加了“调整含水量工序”。
本发明产品生产工艺的工序步骤如下：
1、混合工序——将成皂油脂与1/3～2/5的基础润滑油放入炼制釜内混合，并加热升温使成皂油脂溶化(所述成皂油脂是指：牛羊油等动物油脂、硬化油和硬脂酸等)。
2、皂化工序——温度在100℃左右时，加入全部计算量的氢氧化钠溶液，在100℃～110℃条件下皂化2～4小时。
3、稠化成脂工序——加入余下的所有基础润滑油，具体操作与现有的工序基本相同。
4、调整含水量工序——稠化成脂后，降温到95℃～100℃，按比例调整含水量，或同时加入所需添加剂。
然后化验、调整、冷却，即得本发明的润滑材料。
若是选用现有钠基润滑脂，或者是把已除去机械杂质或变质组份的本发明的润滑脂回收再生利用，仍是把其放入炼制釜内，逐渐升温至95℃左右，然后缓慢加入所需比例的洁净水以进行混合。必要时，根据化验结果或滑动轴承的需要添加所需添加剂。
采用上述工艺，按比例调整含水量，或者同时加入所需添加剂，可以得到本发明润滑材料。以下为本发明润滑材料的各种组份及其含量的实施例：
一、没有添加剂的本重负荷滑动轴承的润滑材料的组份及其含量如表1所示：
表1
| 钠基润滑脂 | 洁净水 | |
| 实施例1 | 四号高温润滑脂(部标SY1511-65)92％ | 8％ |
| 实施例2 | 四号高温润滑脂(部标SY1511-65)90％ | 10％ |
| 实施例3 | 铁道润滑脂(部标SY1411-77)88％ | 12％ |
二、加有添加剂的本重负荷滑动轴承的润滑材料的组份及其含量有以下几种：
1.添加剂为填充剂的如表2所示：
表2
| 钠基润滑脂 | 填充剂 | 洁净水 | |
| 实施例4 | ZN-4钠基润滑脂(国标GB492-77)70％ | 滑石粉7％；二硫化钼5％ | 18％ |
| 实施例5 | 机械油N22(国标GB443-84)41％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨5％ | 15％ |
| 实施例6 | 机械油N32(国标GB443-84)37％和钠皂组份 | 滑石粉15％；鳞片石墨10％ | 18％ |
| 实施例7 | 机械油N46(国标GB443-84)32％和钠皂组份 | 滑石粉20％；胶体石墨10％ | 20％ |
2.添加剂为粘附剂的如表3所示：
表3
| 钠基润滑脂 | 粘附剂 | 洁净水 | |
| 实施例8 | 四号高温润滑脂(部标SY1511-65)85％ | 聚丙烯酰胺3％ | 12％ |
| 实施例9 | 铁道润滑脂(部标SY1411-77)84％ | 聚乙烯1％ | 15％ |
| 实施例10 | 铁道润滑脂(部标SY1411-77)78％ | 聚丙烯酰胺2％ | 20％ |
| 实施例11 | 铁道润滑脂(部标SY1411-77)76％ | 聚丁烯4％ | 20％ |
| 实施例12 | 铁道润滑脂(部标SY1411-77)75％ | 聚丙烯酰胺5％ | 20％ |
3.添加剂为填充剂和助乳化的酸类的如表4所示：
表4
| 钠基润滑脂 | 填充剂 | 助乳化的酸类 | 洁净水 | |
| 实施例13 | 机械油N32(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉18％；鳞片石墨7％ | 松香3％ | 25％ |
| 实施例14 | 机械油N32(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉22％；鳞片石墨8％ | 环烷酸3％ | 20％ |
| 实施例15 | 机械油N46(国标GB443-84)35％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨10％ | 松香2％ | 22％ |
| 实施例16 | 机械油N46(国标GB443-84)35％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨10％ | 松香2％ | 28％ |
| 实施例17 | 机械油N46(国标GB443-84)35％和钠皂组份 | 滑石粉4％；胶体石墨8％ | 环烷酸2％ | 28％ |
| 实施例 | 机械油N46(国标GB443-84)35％ | 滑石粉7％；鳞片石 | 松香4％ | 25％ |
| 18 | 和钠皂组份 | 墨8％ |
4.添加剂为填充剂和粘附剂的如表5所示：
表5
| 钠基润滑脂 | 填充剂 | 粘附剂 | 洁净水 | |
| 实施例19 | ZN-4钠基润滑脂，(国标GB492-77)65％ | 滑石粉7％；鳞片石墨5％ | 聚丙烯酰胺3％ | 20％ |
| 实施例20 | ZN-3钠基润滑脂，(国标GB492-77)62％ | 滑石粉8％；胶体石墨8％ | 聚丙烯酰胺2％ | 20％ |
| 实施例21 | ZN-3钠基润滑脂，(国标GB492-77)60％ | 滑石粉8％；胶体石墨7％ | 聚乙烯3％ | 22％ |
| 实施例22 | 机械油N22(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨10％ | 聚丙烯酰胺2％ | 25％ |
| 实施例23 | 机械油N32(国标GB443-84)38％和钠皂组份 | 滑石粉10％；胶体石墨5％ | 聚丙烯酰胺1％ | 18％ |
| 实施例24 | 机械油N32(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉15％；鳞片石墨10％ | 聚丙烯酰胺2％ | 20％ |
| 实施例25 | 机械油N32(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨10％ | 聚丁烯2％ | 25％ |
| 实施例26 | 机械油N32(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉18％；鳞片石墨10％ | 聚丙烯酰胺2％ | 20％ |
| 实施例27 | 机械油N68(国标GB443-84)33％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨8％ | 聚丙烯酰胺2％ | 30％ |
| 实施例28 | 机械油N68(国标GB443-84)30％和钠皂组份 | 滑石粉21％；鳞片石墨8％ | 聚乙烯4％ | 20％ |
| 实施例29 | 航空润滑油20号(国标GB440-77)35％和钠皂组份 | 滑石粉15％；鳞片石墨3％ | 聚丙烯酰胺2％ | 18％ |
| 实施例30 | 航空润滑油20号(国标GB440-77)43％和钠皂组份 | 滑石粉10％；鳞片石墨3％ | 聚丁烯3％ | 20％ |
| 实施例31 | 饱和汽缸油HG-24(国标GB448-64)28％和钠皂组份 | 滑石粉10％；胶体石墨15％ | 聚丁烯1％ | 20％ |
| 实施例32 | 饱和汽缸油HG-24(国标GB448-64)28％和钠皂组份 | 滑石粉15％；胶体石墨10％ | 聚丙烯酰胺5％ | 20％ |
5.添加剂为填充剂、助乳化的酸类和粘附剂的如表6所示：
表6
| 钠基润滑脂 | 填充剂 | 助乳化的酸类 | 粘附剂 | 洁净水 | |
| 实施例33 | 机械油N68(国标GB443-84)35％和钠皂组份 | 滑石粉7％；鳞片石墨5％ | 松香4％ | 聚丙烯酰胺4％ | 25％ |
| 实施例34 | 机械油N46(国标GB443-84)35％和钠皂组份 | 滑石粉12％；鳞片石墨5％ | 松香4％ | 聚乙烯2％ | 25％ |
| 实施例35 | 机械油N32(国标GB443-84)32％和钠皂组份 | 滑石粉15％；鳞片石墨5％ | 环烷酸4％ | 聚丙烯酰胺5％ | 20％ |
| 实施例36 | 饱和汽缸油HG-24(国标GB448-64)30％和钠皂组份 | 滑石粉10％；胶体石墨15％ | 松香2％ | 聚丁烯3％ | 25％ |
| 实施例37 | 饱和汽缸油HG-24(国标GB448-64)30％和钠皂组份 | 滑石粉12％；胶体石墨15％ | 环烷酸2％ | 聚丙烯酰胺3％ | 20％ |
| 实施例38 | 饱和汽缸油HG-24(国标GB448-64)30％和钠皂组份 | 滑石粉15％；胶体石墨15％ | 松香2％ | 聚乙烯1％ | 18％ |
上述各例中的钠皂组份的含量均为各例中的余量。
以上实施例中，所有实施例中的组份及其含量，并非穷举。首先根据负荷大小和对摩擦付热平衡的温度要求，然后结合原料来源和其他因素确定组份及其比例。必要时，也可以在所述润滑材料中添加其他的添加剂，也就是说，本发明所说润滑材料还包括含有其他添加剂的含水钠基润滑脂。本发明润滑脂中的基础润滑油，除实施例中的机械油、汽缸油和航空润滑油外，其他满足特殊条件要求的润滑油也是可以的。上述的钠皂组份中除氢氧化钠外，另外的成皂成份可以是牛羊油等动物油脂、硬化油和硬脂酸等，当然，也可以是它们中的任意组合(在前面曾统称为“成皂油脂”)。
特别说明一点，背景技术中提到的轧辊所用的滑动轴承虽是开式滑动轴承，但本发明仍适用于其他的需要控制或平衡摩擦付温度、使用润滑材料的方法或过程与使用本发明的方法或过程类似的非开式的重负荷滑动轴承。
Claims (4)
1、一种重负荷滑动轴承的润滑材料，其特征在于：它含有钠基润滑脂和8％～12％的洁净水，或者含有钠基润滑脂、1％～33％的添加剂和12％～30％的洁净水。
2、根据权利要求1所述的重负荷滑动轴承的润滑材料，其特征在于：所述添加剂是12％～30％填充剂，或者是1％～5％粘附剂，或者是12％～30％填充剂与2％～4％助乳化的酸类，或者是12％～30％填充剂与1％～5％粘附剂，或者是12％～30％填充剂、2％～4％助乳化的酸类与1％～5％粘附剂。
3、根据权利要求2所述的重负荷滑动轴承的润滑材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉与二硫化钼，或者滑石粉与石墨；滑石粉与二硫化钼比值为2～5∶3～1，或者滑石粉与石墨的比值为2～5∶3～1。
4、根据权利要求2所述的重负荷滑动轴承的润滑材料，其特征在于：所述的助乳化的酸类是松香或环烷酸。
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