LCKE1000普通齒輪油配方研制

1、石油產(chǎn)品添加劑配方研制論文L-CKE 1000 普通渦輪蝸桿油的研制專業(yè)班級： 應(yīng)用化學(xué)1301班 姓名： 張盼 學(xué)號： 1303030126 任課教師： 王延臻 李忠濤 開課時(shí)間：2015-2016學(xué)年 第 2 學(xué)期成 績教師簽名L-CKE 1000 普通渦輪蝸桿油的研制 摘要 通過對渦輪蝸桿傳功方式、潤滑油添加劑性能的了解，針對齒輪油的潤滑方式、渦輪蝸桿油的性能要求以及對應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，擬制定出一種符合L-CKE 1000 標(biāo)準(zhǔn)的普通渦輪蝸桿油配方，并就其應(yīng)用提出意見。 關(guān)鍵詞 渦輪蝸桿油 基礎(chǔ)油 添加劑 油配方 引言 渦輪蝸桿傳動是齒輪傳動的類型之一，其軸線相交，具有結(jié)構(gòu)緊湊、變速比大、噪

2、音低等優(yōu)點(diǎn)，但其機(jī)械運(yùn)動以滑動摩擦為主，極難形成油楔，易產(chǎn)生干擦傷、劃痕、燒結(jié)、磨損等。為了揚(yáng)長避短，達(dá)到較高的功效，機(jī)械設(shè)計(jì)者在提高渦輪蝸桿本身設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，油品研制者應(yīng)研制出符合渦輪蝸桿傳動特點(diǎn)的專用潤滑油 。正文 1. 齒輪油的基本知識1.1 齒輪油齒輪油通常是以石蠟基基礎(chǔ)油組分調(diào)和成各粘度等級的工業(yè)齒輪油基礎(chǔ)油，加入總劑量為1.2%-1.6%的復(fù)合添加劑，調(diào)制工業(yè)齒輪油。按照應(yīng)用場合的特點(diǎn)，齒輪油分為車輛齒輪油、工業(yè)齒輪油和通用齒輪油。 工業(yè)齒輪油的粘度分類：采用ISO3448標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，與工業(yè)用潤滑油粘度牌號分類（GB3141082）相同，以40攝氏度的運(yùn)動粘度為基礎(chǔ)分類的。我

3、國工業(yè)齒輪油的性能分類是根據(jù)齒輪的運(yùn)行狀態(tài)分為閉式和開式齒輪油。 閉式：L-CKB,CKC,CKD,CKE,CKT,CKS,CKG 開式：L-CKH,CKJ,CKM1.2 渦輪蝸桿油 閉式齒輪油中的L-CKE是渦輪蝸桿油，按照運(yùn)動粘度等級分為五個(gè)牌號，分別是220、320、460、680、1000，是由CKB油加入摩擦改進(jìn)劑降低摩擦系數(shù)。 常見的渦輪蝸桿傳動是由鋼質(zhì)蝸桿和銅質(zhì)渦輪相嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的。它除具有體積小、速比大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低和承載能力高的優(yōu)點(diǎn)外，不易潤滑是這種傳動形式的一個(gè)主要缺陷。蝸桿與渦輪齒面間的相對滑動速度大，但用于形成潤滑油楔的特定方向的速度分量偏小，造成潤滑油不易

4、進(jìn)人齒間嚙合區(qū)，從而造成摩擦損失。因此，渦輪蝸桿傳動相對于其它齒輪傳動形式來講效率偏低，溫升偏高。當(dāng)承受重載或沖擊載荷時(shí)，銅質(zhì)渦輪還會發(fā)生膠合失效。在工業(yè)應(yīng)用中，為了彌補(bǔ)該傳動形式的固有缺陷，就需要選用品質(zhì)優(yōu)良的專用潤滑油，即渦輪蝸桿油，它能在一定程度上提高渦輪傳動的效率、降低溫升，并有效抑制膠合的發(fā)生。國外發(fā)達(dá)的工業(yè)國家對渦輪蝸桿油的應(yīng)用較早，1957年日本三菱、共同，美國莫比爾，英國殼牌等石油公司相繼推出渦輪蝸桿用商品油。1958年日本防衛(wèi)廳公布了該油的暫定標(biāo)準(zhǔn)；1982年美國公布了MIL-L-18486B(OS)和MIL-15019E6135規(guī)格；1984年美國石油學(xué)會把渦輪蝸桿油列入傳

5、動潤滑油的分類中1。經(jīng)過大量臺架試驗(yàn)后，專家們提出傳動效率是反映渦輪蝸桿油潤滑性能的最重要指標(biāo)；溫升是渦輪蝸桿油潤滑性能優(yōu)劣的間接反映；抗膠合能力反映出渦輪蝸桿油的極壓特性；配方是影響渦輪蝸桿油使用性能的決定因素2。2. 配方的研制2.1 L-CKE 1000普通渦輪蝸桿油規(guī)格、要求及應(yīng)用范圍在SH/T 0094-91標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了礦物油或合成油型渦輪蝸桿油的技術(shù)條件，其試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方案標(biāo)準(zhǔn)如下表：項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法質(zhì)量等級一級品合格品項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法品種L-CKE質(zhì)量等級一級品合格品粘度等級（GB/T 3141 ）10001000-運(yùn)動粘度（40），mm2/s90011

6、009001100GB/T 265閃點(diǎn)（開口）， 不低于220180GB/T 3536粘度指數(shù) 不小于9090GB/T 1995傾點(diǎn)， 不高于-6-6GB/T 3535水溶性酸或堿無無GB/T 259機(jī)械雜質(zhì)，% 不大于0.020.05GB/T 511水分 不大于痕量痕量GB/T 260中和值，mgKOH/g 不大于1.31.3GB/T 4945皂化值 mgKOH/g925525GB/T 8021腐蝕試驗(yàn)， 級 不大于11GB/T 5096沉淀值，mL 不大于0.050.05SH/T 0024硫含量，% 不大于1.001.00SH/T 0303氯含量 不大于-SH/T 0161抗乳化性 ，mi

7、n 不大于60-GB/T 7305泡沫性 ， mL/mL24 不大于93.5 不大于后24 不大于75/1075/10GB/T 12579氧化安定性，h 不小于350-GB/T 12581綜合磨損指數(shù)，N 不小于-GB/T 3142剪切安定性試驗(yàn)，%不大于6-SH/T 05052.2基礎(chǔ)油的選擇成品潤滑油是由潤滑油基礎(chǔ)油加入各種各樣的添加劑調(diào)和而成的，一般基礎(chǔ)油占整個(gè)潤滑油的90%98%，添加劑占2%-10%；潤滑油基礎(chǔ)油對于潤滑油的調(diào)和和性能具有重要的影響。潤滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油、合成基礎(chǔ)油以及植物油基礎(chǔ)油三大類。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛，用量很大（約90%以上），但有些應(yīng)用場合則必須使用合

8、成基礎(chǔ)油和植物油基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使這兩種基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。礦油基礎(chǔ)油由原油提煉而成。潤滑油基礎(chǔ)油主要生產(chǎn)過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補(bǔ)充精制。1995年修訂了我國現(xiàn)行的潤滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)。合成潤滑油是指由通過化學(xué)方法合成的基礎(chǔ)油，合成基礎(chǔ)油有很多種類，常見的有：合成烴、合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯。合成潤滑油比礦物油的熱氧化安定性好，熱分解溫度高，耐低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是成本較高，可以保證設(shè)備部件在更苛刻的場合工作。植物油具有礦物油及大多數(shù)合成油所無法比擬的特點(diǎn)，就是可以生物降解而迅速的

9、降低環(huán)境污染。由于當(dāng)今世界上所有的工業(yè)企業(yè)都在尋求減少對環(huán)境污染的措施，而這種”天然”潤滑油正擁有這個(gè)特點(diǎn)。植物油優(yōu)點(diǎn)是毒性低潤滑性能和極壓性能比合成基潤滑油好?；A(chǔ)油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的性能，因此選擇好基礎(chǔ)油調(diào)合組分非常重要3。根據(jù)L-CKE 1000普通渦輪蝸桿油對粘度等理化性能的要求，選用高粘度指數(shù)深度精制中性油作為此配方的基礎(chǔ)油。文獻(xiàn)指出：選用精制的石蠟基礦物潤滑油餾分為基礎(chǔ)油組分，加入適量的T803增粘降凝劑，以改善基礎(chǔ)油的低溫性能，適當(dāng)提高其粘度指數(shù)4。表1 選用基礎(chǔ)油基本性質(zhì) 項(xiàng)目基礎(chǔ)油組分運(yùn)動粘度（40）/ mm2/s850-950粘度指數(shù)115-123閃點(diǎn)（開口）/ 23

10、8傾點(diǎn)/-5酸值/ mgKOH/g0.04水分，%痕跡2.3 添加劑的選擇渦輪蝸桿油優(yōu)化配方所用的添加劑有：1） 摩擦改進(jìn)劑：苯三唑脂肪胺鹽 T406；2） 抗乳化劑：胺與環(huán)氧乙烷的縮合物 T1001；3） 極壓抗磨劑：烷基硫代磷酸衍生物 SPA和SPB，亞磷酸衍生物PA；4） 防銹劑：磺酸鹽與羧酸及其鹽復(fù)合；5） 降凝劑：烷基萘；6） 粘度指數(shù)改進(jìn)劑：OCP；7） 抗泡劑：聚二甲基硅氧烷。調(diào)和渦輪蝸桿油性質(zhì)描述 1）摩擦改進(jìn)劑：渦輪副一般為銅一鋼結(jié)構(gòu)，以滑動摩擦為主，滑速大，負(fù)荷能力也大，伴有試擦運(yùn)動，故對油品潤滑性(減摩性 )要求較高。 選用苯三唑十八胺鹽，具有油性、防銹、抗氧等多效性，與

11、含硫極壓劑有協(xié)同效應(yīng)，可以有效提高渦輪蝸桿油的梯姆肯OK值 加量 0.12% 2）抗乳化劑：抗乳化性能是蝸輪蝸桿油的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。油品的分水性是由油水界面張力所決定的，基礎(chǔ)油通過精制可以除去油中的某些表面活性物質(zhì)，增大油水界面張力，所以此選用深度精制的基礎(chǔ)油有利于改善油品的分水性能。同時(shí)，油品在使用過程中被氧化，產(chǎn)生一系列復(fù)雜物質(zhì)，通常具有酸性和強(qiáng)極性，這些物質(zhì)可以使油品乳化，使油品的分水性能變差，而加入抗乳化劑可以改善油品的抗乳化性。選用胺與環(huán)氧乙烷的縮合物 T1001 加量：0.1%3）極壓抗磨劑：通常認(rèn)為，硫一磷型齒輪油中的硫元素是提高油品極壓抗磨性的關(guān)鍵。其可以與摩擦副的金屬表面

12、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫化鐵或硫化亞鐵，從而不使金屬表面擦傷、膠合、燒結(jié)。含磷化合物則通過物理吸附或化學(xué)反應(yīng)生成磷酸鐵膜，起 到抗磨作用。有機(jī)氮化物和膦酸酯等與其他添加劑復(fù)合后，可以更好地提高油品極壓抗磨性能。例如PBN可以提高油品四球機(jī)試驗(yàn)的PB值；FM和PBN具有協(xié)和效應(yīng)；適當(dāng)量的PBN和FM可以顯著增強(qiáng)油品的極壓抗磨性。選用二烷基二硫代磷酸酯胺鹽 具有優(yōu)良的極壓抗磨性，熱穩(wěn)定性和防銹性 加量：1.5% 4） 防銹劑：工業(yè)齒輪油的防腐蝕性能 (包括防銹性和銅片腐蝕性)相對于車輛齒輪油而言，要求更加苛刻。改善渦輪蝸桿油的腐蝕性能可以使用防銹劑，也可以使用金屬鈍化劑。但防銹劑加人量過多會 影響油品

13、的極壓抗磨性。因此，需要謹(jǐn)慎地平衡極壓抗磨劑和腐蝕抑制劑的合理加人量。選用十二烯基丁二酸 0.04% 與 石油磺酸鋇 1.5% 復(fù)合 5)降凝劑：潤滑油除了需要有潤滑、冷卻、抗氧抗腐、防銹等作用外，還應(yīng)該具有良好的低溫流動性，所以降凝劑是蝸輪蝸桿油添加劑中的重要成分。 選用烷基萘 加量 1.3% 6） 粘度指數(shù)改進(jìn)劑：粘度指數(shù)改進(jìn)劑是一種油溶性的高分子聚合物，加入油品中能起到改善油品的粘溫性能，提高油品的粘度指數(shù)，此外粘度指數(shù)改進(jìn)劑還具有降低燃油消耗.維持低油耗及提高低溫啟動性的作用。 選用乙烯-丙烯共聚物 加量 1.4%（干劑） 7）抗泡劑：潤滑油發(fā)泡容易導(dǎo)致能耗增加，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)性能變差，同時(shí)會破壞潤滑油的正常潤滑狀態(tài)，加速機(jī)械的磨損，也會使得潤滑油氧化變質(zhì)進(jìn)而使得潤滑油性能進(jìn)一步降低，為此需要在渦輪蝸桿油中加入抗泡劑。 選用低粘度聚二甲基硅氧烷 加量 30ppm3.最終配方 項(xiàng)目基礎(chǔ)油組分運(yùn)動粘度（40）/ mm2/s800-950粘度指數(shù)115-123閃點(diǎn)（開口）/ 238傾點(diǎn)/-5酸值/ mgKOH/g0.04水分，%痕跡添加劑名稱用量摩擦改進(jìn)劑苯三唑十八胺鹽0.12%抗乳化劑胺與環(huán)氧乙烷的縮合物0.10%極壓抗磨劑二烷基二硫代磷酸酯胺鹽1.50%防銹劑十二烯基丁二酸 0.04%