張 軍

（鄂爾多斯市云新技術(shù)研究有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

機(jī)械泄漏磨耗，是伴隨機(jī)械發(fā)明至今的一對(duì)矛盾。磨耗導(dǎo)致泄漏，泄漏造成磨耗，一直在機(jī)械運(yùn)行中的相關(guān)部件摩擦副精度失效中發(fā)生，在造成資源消耗中污染環(huán)境，同時(shí)在機(jī)械維修中頻發(fā)人員傷亡事故。從《固體潤(rùn)滑工程學(xué)研究》的理論入手，以復(fù)合固體潤(rùn)滑工程技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)復(fù)合固體潤(rùn)滑材料的協(xié)同功能，分類(lèi)針對(duì)潤(rùn)滑節(jié)能和機(jī)械排放不同的問(wèn)題表現(xiàn)形式，開(kāi)發(fā)應(yīng)對(duì)的匹配復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，以期機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放，在減少使用潤(rùn)滑材料的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能和排放。

1 研究方案

制定以下4 種機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理的專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑方案。

（1）基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)。該方案包括基礎(chǔ)油、稠化劑、抗氧化劑、增黏劑和復(fù)合固體潤(rùn)滑材料，其特征基礎(chǔ)油為聚醚（PAG），采用稠化劑為硬脂酸鋰皂，復(fù)合抗氧化劑為二戊基二硫代氨基甲鹽，添加增黏劑為雙酚F 二縮水甘油醚（BPF），捏合復(fù)合固體潤(rùn)滑材料為六方氮化硼、膠體二硫化鉬粉末、聚四氟乙烯粉末和二硫代鉬酸鋅粉末的復(fù)合物。

（2）權(quán)重試制方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案1 基礎(chǔ)的機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理的專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑方案，其特點(diǎn)在于，各組分按質(zhì)量比計(jì)為：稠化劑硬脂酸鋰皂占10.0%～40.0%、抗氧化劑二戊基二硫代氨基甲鹽占0.2%～1.6%、增黏劑雙酚F 二縮水甘油醚（BPF）占4.0%～12.0%、六方氮化硼占8.0%～25.0%；膠體二硫化鉬占0.5%～5.0%；聚四氟乙烯占0.5%～2.0%；二硫代鉬酸鋅占0.5%～2.0%，余量為基礎(chǔ)油。

（3）潤(rùn)滑節(jié)能與排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，采用的稠化劑硬脂酸鋰皂具體為12-羥基硬脂酸鋰皂，抗氧化劑為二戊基二硫代氨基甲酸銻（SbDDC）和二丁基二硫代氨基甲酸鉍（BiDDC）的混合物，其比例為按質(zhì)量計(jì)為40∶60。

（4）滑節(jié)能與排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，采用復(fù)合固體潤(rùn)滑材料中，六方氮化硼的粒度為87 μm、60μm、48 μm，比例為1∶1∶1 的復(fù)合體、膠體二硫化鉬的粒度為1～10 μm、聚四氟乙烯粉末的粒度為小于40 μm、二硫代鉬酸鋅的粒度為2～10 μm。

2 樣品復(fù)配

按照研究方案的1、2、3、4 要求，復(fù)配10 kg 復(fù)合固體潤(rùn)滑劑樣品進(jìn)行以下油溫平衡、荷載實(shí)驗(yàn)。

（1）復(fù)配工藝。機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理的專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑方案具體復(fù)配工藝為：將嚙合機(jī)定速450 r/min，然后開(kāi)機(jī)運(yùn)行，待嚙合容器中的復(fù)合固體潤(rùn)滑劑溫度達(dá)到65 ℃時(shí)，或捏合時(shí)間約為39 min。

（2）待停機(jī)后立即用液體取樣器取樣200 g，樣品靜置到與室溫相等時(shí)，在量杯中充分搖勻后加入摩擦試驗(yàn)機(jī)試樣盒中備用。

3 樣品實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)采用的是油品測(cè)試的通用設(shè)備——杠桿原理抗磨實(shí)驗(yàn)機(jī)。其主工作原理是由一個(gè)隨主軸旋轉(zhuǎn)的磨環(huán)以及壓在磨環(huán)上的固定磨柱構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)時(shí)在不同壓力條件下，磨環(huán)與磨柱之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，從而測(cè)定潤(rùn)滑劑抗磨減磨性能，測(cè)試出潤(rùn)滑油的油膜強(qiáng)度以及由抗磨劑在金屬磨擦接觸表面所形成的抗磨保護(hù)層的強(qiáng)度（定量反映），以及壓力；同時(shí)通過(guò)儀表盤(pán)上的電機(jī)負(fù)荷電流表，可以反映出摩擦表面的磨擦力變化情況。

（2）油溫試驗(yàn)操作步驟如下：①抽出油盒托架，取下油盒，使電機(jī)重新啟動(dòng)，用油石仔細(xì)打磨磨輪，并擦拭干凈，然后關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)；②把磨擦塊轉(zhuǎn)動(dòng)新位置后固定，把短力臂及長(zhǎng)力臂壓好；③把適量抗磨劑加入油盒中，使油面接觸到磨擦輪下部；④把磨擦塊橫放，在長(zhǎng)桿上放2 個(gè)砝碼，現(xiàn)將油溫加熱到50 ℃，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀察所測(cè)的機(jī)油從50 ℃加熱到120 ℃的時(shí)間，升溫時(shí)間越長(zhǎng)，油的品質(zhì)越好。

（3）耐磨性能試驗(yàn)操作步驟如下：①抽出油盒托架，取下油盒，使電機(jī)重新啟動(dòng)，用油石仔細(xì)打磨磨輪，并擦拭干凈，然后關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)；②把磨擦塊轉(zhuǎn)動(dòng)新位置后固定，把短力臂及長(zhǎng)力臂壓好；③把適量抗磨劑加入油盒中，使油面接觸到磨擦輪下部；④起動(dòng)電機(jī)，先運(yùn)轉(zhuǎn)一下。然后每隔5 min 左右，在長(zhǎng)桿逐個(gè)加上砝碼，每個(gè)砝碼相當(dāng)于磨擦副承載100 kg 的壓力。繼續(xù)加砝碼，出現(xiàn)聲音時(shí)記錄砝碼數(shù)量，此時(shí)機(jī)油油膜破裂，磨擦表面形成干磨擦，電機(jī)負(fù)荷增大，電機(jī)工作電流也會(huì)增大，同時(shí)磨擦輪處發(fā)出刺耳磨擦噪聲。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，電機(jī)過(guò)載保護(hù)器將自動(dòng)斷電，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，拿下短力臂觀察磨痕，普通機(jī)油磨痕較大約3～6 mm，抗磨機(jī)油磨痕約0.5～2.5 mm。

（4）機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的荷載（抗磨）實(shí)驗(yàn)具體參數(shù)見(jiàn)表1。將磨擦套環(huán)沒(méi)入復(fù)合固體潤(rùn)滑劑中，記錄室溫后開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)，并按照實(shí)驗(yàn)要求，遞增加載配重單體100 kg標(biāo)塊到磨擦套環(huán)暴死，磨擦聲或暴死前的配重綜合就是復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的荷載性能參數(shù)。

表1 專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑荷載性能實(shí)驗(yàn)

（5）機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理的專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑方案的機(jī)械磨擦溫升平衡測(cè)試。機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的油溫（平衡）實(shí)驗(yàn)。將磨擦套環(huán)沒(méi)入復(fù)合固體潤(rùn)滑劑中，記錄室溫后開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)，并按照實(shí)驗(yàn)要求，在長(zhǎng)桿上放2 個(gè)砝碼，現(xiàn)將油溫加熱到50 ℃，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀察所測(cè)的機(jī)油從50 ℃加熱到120 ℃的時(shí)間，升溫時(shí)間越長(zhǎng)，油的品質(zhì)越好。復(fù)合固體潤(rùn)滑劑油溫實(shí)驗(yàn)具體參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合固體潤(rùn)滑劑油溫實(shí)驗(yàn)

（6）傳統(tǒng)潤(rùn)滑油對(duì)照參數(shù)。L-CKC-220 工業(yè)閉式齒輪油（抗磨實(shí)驗(yàn)）見(jiàn)表3，L-CKC-220 工業(yè)閉式齒輪油（油溫實(shí)驗(yàn)）見(jiàn)表4。

表3 L-CKC-220 工業(yè)閉式齒輪油（抗磨實(shí)驗(yàn)）

表4 L-CKC-220 工業(yè)閉式齒輪油（油溫實(shí)驗(yàn)）

4 結(jié)束語(yǔ)

潤(rùn)滑節(jié)能與排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，以聚醚（PAG）為基礎(chǔ)油，以12-羥基硬脂酸鋰皂為稠化劑，以雙酚F 二縮水甘油醚（BPF）為增黏劑，將六方氮化硼、膠體二硫化鉬粉末、聚四氟乙烯粉末和二硫代鉬酸鋅粉末組成的復(fù)合固體潤(rùn)滑材料分布于基礎(chǔ)油中，并添加抗氧化劑二戊基二硫代氨基甲鹽，形成半流體狀自密封復(fù)合固體潤(rùn)滑劑。通過(guò)增黏劑雙酚F 二縮水甘油醚（BPF）與復(fù)合固體潤(rùn)滑材料的相互作用，并以12-羥基硬脂酸鋰皂調(diào)控黏度，實(shí)現(xiàn)齒輪箱漏油縫隙的自動(dòng)封堵功能。同時(shí)，基礎(chǔ)油、硬脂酸鋰皂和復(fù)合固體潤(rùn)滑材料實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，使得自密封復(fù)合固體潤(rùn)滑劑在齒輪和軸承表面具有極強(qiáng)的黏附性，具有良好的復(fù)合固體潤(rùn)滑膜構(gòu)建性能和承載能力，同時(shí)發(fā)揮各種材料的低溫流動(dòng)和高溫安定優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)齒輪箱全季長(zhǎng)效自密封并提供有效的潤(rùn)滑。

該項(xiàng)設(shè)計(jì)，在過(guò)去的25 年研究中，通過(guò)港口機(jī)械、冶金機(jī)械、水泥機(jī)械、回轉(zhuǎn)式煅燒窯爐、鋼廠混料機(jī)的18 年的工業(yè)應(yīng)用，驗(yàn)證了復(fù)合固體潤(rùn)滑工程技術(shù)普遍具有潤(rùn)滑節(jié)能、排放治理、自動(dòng)止漏、低溫流動(dòng)、高溫安定、超強(qiáng)附著、全季長(zhǎng)效、吸振抗磨的效果。按照性能每提高10%，相關(guān)材料的使用周期就可延長(zhǎng)1 倍的經(jīng)驗(yàn)研究統(tǒng)計(jì)依據(jù)，機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，實(shí)驗(yàn)的荷載大于1200 kg，相比普通潤(rùn)滑油的荷載800 kg，機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的性能提高50%，使用周期可以延長(zhǎng)5 倍，節(jié)約潤(rùn)滑油80%以上。同時(shí)，溫度平衡實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)潤(rùn)滑油溫升最高用時(shí)23 min，機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的溫升最高用時(shí)46 min，溫升最高用時(shí)相差2 倍的事實(shí)，驗(yàn)證機(jī)械潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理專(zhuān)用復(fù)合固體潤(rùn)滑劑的復(fù)合固體潤(rùn)滑膜是可靠的。所以，該款復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，可以滿足潤(rùn)滑節(jié)能和排放治理的要求，可以實(shí)現(xiàn)少用就是節(jié)能減排的目的。