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合成高温链条润滑剂整合润滑解决方案

发布时间:2018-09-14 9:56:01    浏览次数:

关键词:合成高温链条油   PAO、PAG、POE合成基础油    解决方案
摘要:分析和阐述了各种高温链条传动特征、润滑方式、各种润滑剂的选用与要求,各种合成高温链条油的性能特征;对不同类型重点是合成多元醇酯高温链条油的不同配方工艺进行了举例,并找出最佳润滑整合解决方案。


一、链条及链条传动简介
      Introduction of Chain and Transmission
      链条是机械部件连接传动的重要组成部分,兼有齿轮和皮带的性能特点,广泛应用于冶金、纺织、玻璃、电力、汽车、水泥、矿山、造纸、石化等高温、高湿、重负荷等场合。为链条提供润滑作用的介质被称为“链条润滑剂”。品质优劣不同的链条润滑剂的性能差异可达200倍,选用不同组份基础油和配方的链条润滑剂使用效果更是千差万别。
1.1 链条传动
    链条的类型。按照其功能不同可分为如下几种:
    -传动链
    -输送链
    -牵引链
    -特种链
1.2链条传动的优势
   -由主、从动链轮和连接的链条构成链传动
   -可获取精确的传动比,传动效率高
   -可做两轴中心距较大的传动
   -作用于轴和轴承的载荷比带式传动小
1.3 链条结构
  -内链板
  -外链板
  -销轴
  -套筒
  -滚子

二、主要链条润滑剂的种类
Category of High Temperature Chain Lubricants

根据基础油的组分不同,可分为矿物型和合成油两种
矿物型:闪点低、灰份大、粘附性差、易结焦、应用场合受限制,国外早已淘汰
合成型:
PAO合成烃类:与矿物油的相容性好,综合性能优异,成本相对于其它合成油较低,国产油仍然有一定比例的PAO类。
POE合成酯类:分为双酯、多元醇酯、复酯等。具有优异的高温稳定性、挥发性小、溶解性好,对于高温下的积碳具有清洗作用,生物可降解效果好。
PAG聚醚类:良好的高温、清净性能,良好的抗磨性能,同时可吸收空气中的水分而又不降低其使用性能。缺点是使用温度不高,一般闪点在230℃左右;与其它基础油和添加剂的相溶性不好,挥发性高,推广较为受限制。
      针对不同的使用环境,可以选用不同的链条润滑油,各种不同类型链条油的典型应用领域:
使用温度范围
基础油种类
主要使用领域
<150℃
矿物油、半合成油、双酯、聚醚
运输、农业、采矿、食品等
150~200℃
聚醚、聚α烯烃/双酯
汽车喷漆、面包业、饮料等
200~300℃
偏苯三酸酯、饱和多元醇酯
纺织定型、拉伸拉幅、冶金、建材等
>600℃
石墨等固体润滑材料
冶金、陶瓷、水泥、制砖、玻璃等

三、高性能链条油的特性
3.1  优异的润滑性能
      润滑性是链条油最主要的性能之一,链条在运行中受不同力的作用,对润滑性的要求非常高,尤其是在重负荷、高速和冲击条件下的输送链条,对极压抗磨性的要求就更高。一般要求高温链条油采用性能优异的合成基础油作为载体,配以各种优质添加剂,使其润滑性能表现卓越,同时降低能耗
3.2  优异的氧化安定性和高温稳定性能
      由于链条工作的环境大部分为暴露的场合,有时会有急剧高温或化学腐蚀工况存在,因此链条油的氧化是常见的现象。一旦油品氧化,润滑作用失效,积炭严重,能耗增加。通常采用合成多元醇酯型基础油和超高温抗氧剂与极压、抗磨与防锈剂的配方工艺会带来低蒸发损失,连续高温操作下亦有上佳表现
3.3  良好的粘附性能
      高速或高温工况下的链条工作时油品容易被甩掉,低速运行中由于重力作用会滴落。因此要求高温链条油具有高油膜强度,不易滴落,对金属表面的吸附性非常强
3.4  优异的清净性能
      采用清净性能优异的合成酯类基础油和无灰添加剂配方工艺的链条油,可有效消除因固体沉积而导致的系统清理和停工,对使用其它链条油所造成的污染物亦有良好的清洁作用,同时具有低积炭性和结焦性能,油耗少,烟雾少,无有害气体产生。
3.5  良好的防水性能
      针对防水防锈链条油还要求具有良好的油水分离性能,有效防止油品乳化和链条锈蚀
3.6  良好的渗透性能
      对于链条来讲,润滑滚子和链板来说是比较容易的,但对于链轴和轴套由于间隙小,且属于完全开放的环境,油品的渗透性是比较困难的。因此要求链条油具有良好的瞬间渗透性能,迅速到达链条的各个摩擦部位,起到良好的润滑和减少磨损作用
3.7  环境友好
      采用饱和多元醇酯和无灰添加剂技术的高温链条油,具有优异的生物可降解性能,无有毒性气体产生。因此,对于现场和周围环境的污染较其它油品相比,可以降到最低。

四、链条常用润滑方式
4.1  毛刷润滑    
      在链条工作状态下,用刷子或注油容器定期地在链条的内外链板连接处加油,根据现场温度和环境操作工况确定加油量和周期应该足以防止油品颜色变化
4.2  油浴或油盘润滑
将链条下端浸入变速箱中的油池中,进行油浴式润滑
4.3  滴油润滑      
      利用滴油杯将油品滴在两链板之间,其加油量和周期应以保持链条油不变色为准。单排链每分钟滴油约5~20滴,速度高时适当增加油滴数量
4.4 喷油润滑      
      针对传动或输送链条进行连续的油流以达到良好的润滑效果。油品应加在链环的内侧正对链板连接处,均匀的流向链条松动的另一侧。              

五、各种类型链条油的应用
      不同结构类型的基础油与添加剂技术的高温链条油广泛应用于纺织、印染、冶金、电力、水泥、汽车制造等行业的链条、轴承、滑轨及齿轮的润滑而配制,具体应用如下:
     - 纺织、印染行业的热定型机、拉幅机、SST树脂整理机等导轨、链条
    -BOPP、BOPET专用生产线
    -耐火材料厂的隧道窑车轮毂轴承和物料输送链条
    -窑炉的支撑轴承、窑炉物料传送链条
    -陶瓷干燥炉
    -水泥厂干燥机、蓖冷机传动链条
    -玻璃纤维和玻璃制品生产线
    -造纸厂干燥炉生产线
     -喷涂线干燥炉及烤箱传送线
    -烘箱滚珠轴承传动链条
    -易拉罐饮料罐生产线
    -建材行业高温烘房链条传动系统
    -人造板生产线
    -热处理生产线的轴承和链条
    -SMT回流焊炉、波峰焊设备
    -纸胶印刷机
    -终身型、初装润滑油
    -其他高温场合

六、不同类型合成高温链条油配方工艺
     此章节将重点针对饱和多元醇酯类型的高温链条油进行相关配方与生产工艺的初探,针对高温链条油最常用的粘度规格ISO320进行分析和论述,给出相应的建议供油公司和用户选择,以期达到提供用户满意的润滑解决方案,降低用户的综合成本的目的。
     目前市场上常见并容易获取的合成基础油有聚α-烯烃(PAO)、合成酯(POE)、合成聚醚(PAG)等。根据使用温度范围和应用场合要求不同,可选择不同类型合成基础油,配以各种类型高温抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂、钝化剂等作为载体进行相应配置。

6.1 PAO类型高温链条油
聚α-烯烃(PAO)类型合成基础油具有以下优缺点:
(1) 高闪点、高燃点、安全性高,低蒸发损失
(2) 高粘度指数,优异的粘温性能,低温冷启动性能和高温稳定性能好
(3) 良好的热稳定性,氧化安定性能,
(4) 水解稳定性能好
(5) 与矿物油和酯类油完全互溶,高粘度PAO与所有耐矿物油的密封材料相容
(6) 无毒性,诸多食品级润滑剂的首选
(7) 与矿油、酯类油和聚醚相比,润滑性稍差
(8) 对某些添加剂的溶解性较差
(9) 高粘度PAO生物可降解性差

根据国外高温链条油专利US5151205报道,以PAO为基础油,加入少量的合成酯类油作增溶剂,以2~4%的聚异丁烯(PIB)作为增粘剂,再配以适当的功能添加剂所得的链条油具有低蒸发损失及持久的润滑性能,而在相同的使用条件下,矿物油型链条油产生大量可烟,而该配方油在使用中几乎无烟产生,通常可用于使用温度200℃以内的场合。
其中PAO供应商可选择ExxonMobil, ChevronPhilips, Chemtura;合成酯类油供应商可以选择Croda, BASF, Hatco, Henuvar等;抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂与金属钝化剂可以选择BASF, Henvar, Vanderbilt等。根据目前中国市场原料供应状况,上述供应商除Hatco外都已有较专业服务通路和供应链系统。PAO仍然推荐以PAO40和PAO65为主,原因粘度指数高、闪点高,高温热稳定性能好。

6.2 PAG聚醚类高温链条油
      用于高温链条油基础油的聚醚通常是环氧乙烷、环氧丙烷的均聚物或共聚物,通常分为水溶性聚醚和水不溶性聚醚,其中水不溶性聚醚可应用于高温链条油基础油。聚醚具有良好的高低温性能、超高粘度指数,且在高温、高压下不易结焦、具有良好的润滑性能,并可根据需要,易于得到各种高粘度的聚醚。
      聚醚型高温链条油在纺织印染等行业得到成功的应用,以环氧乙-丙烷齐聚物为基础油,加入适量高温抗氧剂、防锈剂等多种添加剂,调配出的高温热定型机油具有良好的性能价格比。
      其中PAG供应商可选择Croda, BASF, DOW等;抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂与金属钝化剂可以选择BASF, Henvar, Vanderbilt等。

6.3 合成酯(POE)类型高温链条油:
       合成酯类油是由不同结构的酸和醇反应生成的,常见酯类油有单酯、双酯、多元醇酯、复酯等,可应用于螺杆式空气压缩机油的合成酯类油主要有双酯、饱和多元醇酯(三羟甲基丙烷酯\偏苯三酸酯\季戊四醇酯等)。常用的双酯有癸二酸、壬二酸、已二酸的2-乙基已酯等;多元醇酯是由多元醇与一元酸反应制得的。其中(双)季戊四醇型合成基础油具有优异的高温性能,高温结焦量及蒸发损失小,结焦板面清洁性能优异,是高性能高温链条油的首选基础油。
      POE类基础油具有以下特点:
     (1) 高闪点、高燃点、安全性高,最高使用温度可达280℃
     (2) 良好的热氧化稳定性能,低挥发性能
     (3) 良好的抗磨、抗擦伤和减摩特性能,有效节能
     (4) 良好的润滑性能
     (5) 良好的添加剂溶解性能
     (6) 与矿物油、聚a-烯烃等具有良好的相溶性能
     (7)无毒,优异的生物降解性能

德国Kluber公司的高温链条油产品为多年以来为业内推崇,继推出Premier Fluid Special后,近年来又推出质量更高的高温链条油M93系列,特别推荐用于BOPP行业,从红外结构可以看出,M93和埃优诺公司的Unisyn M9000系列从基础油结构、配方和使用功效皆有非常相似的结构组成。
       其中POE供应商可选择Croda, BASF, Hatco, Henuvar等;抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂与金属钝化剂可以选择BASF, Henuvar, Vanderbilt等。

针对合成多元醇酯高温链条油的不同配方工艺、环境要求、使用场合等,可以推荐十几种不同结构配方,以适应各种品牌进口或国产设备的高温润滑需要。各种酯类基础油与添加剂选择亦可根据供应商供应状况、经济性能、试验数据表现等综合考虑,以后将有更多篇幅针对饱和多元醇酯合成润滑剂配方与生产工艺进行阐述。