盾构机主轴承密封油脂及其制备方法与流程

本发明涉及机械设备用油脂，具体而言，涉及一种盾构机主轴承密封油脂及其制备方法。

背景技术：

1、盾构机在施工过程中，通过刀盘对土体进行切削来开挖隧道，而盾构机主轴承有承受切削刀盘的轴向、径向负荷和力矩，支撑刀盘的回转及传动的作用，所以主轴承的可靠性、安全性、寿命是至关重要的。由于开挖隧道通常位于地面以下几十米处，开挖面存在很大的土压，并且掘进过程中为了减少刀盘扭矩、改善土壤的流动性，会往掌子面注入水、泡沫剂或膨润土，因此需要主轴承密封系统防止外界的地下水、渣土、泡沫剂等进入主轴承内。

2、盾构机主轴承密封系统一般由迷宫密封和唇形密封构成，密封之间采用密封隔环隔开，密封之间的空腔则注入润滑脂。迷宫结构的腔室通过主轴承外圈的油道注入主轴承密封油脂，可有效防止盾构机掘进过程中注入掌子面的水、泡沫、泥浆、膨润土切、刀盘削下来的渣土以及地下水等等进入主轴承系统中，另外还能够润滑密封圈，从而延长主轴承的使用寿命，更有效地提高盾构机的掘进效率，并保证盾构施工的顺利进行。常用的密封油脂使用二硫化钼、二硫化钨、石墨等无机固体粉末作为抗磨剂，以此提升产品的耐摩擦、润滑性能。但是此类抗磨剂在基础油中极易发生团聚的现象，添加量稍大就会导致在抗磨剂中的作用分散不均而无法发挥其优良性能。

3、随着隧道建设的需要，大直径盾构机越来越多，对主轴承密封油脂的承压型、耐摩擦性、密封性等提出了更高的要求，因此需要开发一种耐摩擦性能和密封性能优良的密封油脂。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明采用多种抗磨剂相结合，并对基础油、增粘剂进行优选，获得了一种耐摩擦且密封性能优良的盾构机主轴承密封油脂。

2、本发明的第一目的在于提供一种盾构机主轴承密封油脂，所述盾构机主轴承密封油脂包括如下原料组分：基础油15～20份、增粘剂5～15份、防锈剂5～10份、液体抗磨剂5～10份、纤维2～6份、填充剂30～50份、有机固体抗磨剂4～8份、无机固体抗磨剂4～8份、润滑剂5～20份；

3、所述液体抗磨剂为1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺盐离子液、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液的一种或多种。

4、在一个实施例中，所述盾构机主轴承密封油脂包括如下原料组分：基础油18～20份、增粘剂8～12份、防锈剂5～8份、液体抗磨剂5～8份、纤维2～4份、填充剂35～45份、有机固体抗磨剂4～6份、无机固体抗磨剂4～6份、润滑剂5～15份。

5、在一个实施例中，所述基础油为菜籽油、聚乙二醇、三羟甲基丙烷油酸酯、多元醇酯和甘油的一种或多种。

6、在一个实施例中，所述增粘剂为以极性基团封端的聚合物及其衍生物。

7、在一个实施例中，所述增粘剂为聚碳酸丙烯酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇及其衍生物中的一种或多种。

8、在一个实施例中，所述防锈剂为石油磺酸钙、石油磺酸钡、单油酸季戊四醇酯、油酸十八烷胺的一种或多种。

9、在一个实施例中，所述纤维为短棉纤维、长棉纤维、纤维素纤维、动物纤维的一种或多种。

10、在一个实施例中，所述填充剂为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、长石粉的一种或多种；

11、在一个实施例中，所述有机固体抗磨剂为聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚氨酯、三苯基硫代磷酸酯的一种或多种；

12、在一个实施例中，所述无机抗磨剂：二硫化钼、二硫化钨、氟化钙、二硫化铌的一种或多种。

13、在一个实施例中，所述润滑剂为锂基润滑脂、钡基润滑脂、羊毛脂、硫化猪油的一种或多种。

14、本发明的第二目的在于提供上述盾构机主轴承密封油脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

15、将基础油、增粘剂、防锈剂、液体抗磨剂混合并进行捏合搅拌，再加入纤维进行捏合搅拌，然后再加入填充剂、有机固体抗磨剂、无机固体抗磨剂和润滑脂进行捏合搅拌获得密封油脂。

16、在一个实施例中，所述捏合搅拌的时间为20-60min。

17、本发明的有益效果：

18、本发明采用有机、无机和特定种类的液体抗磨剂相结合，其中有机固体抗磨剂的分子轮廓光滑、具有较低的摩擦系数，在滑动过程中能够和所接触的对偶面形成转移膜，因此具有良好的润滑性能，其表面能极低，有优异的不粘性，不易在油中发生团聚，提升了无机固体抗磨剂在产品中的分散性、稳定性；液体抗磨剂为离子液体，其在摩擦过程吸附于钢表面并形成边界润滑膜,在较高温度下则同钢表面发生摩擦化学作用，形成由fepo4或fef2等组成的具有较高承载能力和抗磨性能的边界润滑膜，从而有效地起减摩抗磨作用，三种耐磨剂协同提高耐磨性能；且密封性能优良。

技术特征：

1.一种盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述盾构机主轴承密封油脂包括如下原料组分：基础油15～20份、增粘剂5～15份、防锈剂5～10份、液体抗磨剂5～10份、纤维2～6份、填充剂30～50份、有机固体抗磨剂4～8份、无机固体抗磨剂4～8份和润滑剂5～20份；

2.根据权利要求1所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述盾构机主轴承密封油脂包括如下原料组分：基础油18～20份、增粘剂8～12份、防锈剂5～8份、液体抗磨剂5～8份、纤维2～4份、填充剂35～45份、有机固体抗磨剂4～6份、无机固体抗磨剂4～6份、润滑剂5～15份。

3.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述基础油为菜籽油、聚乙二醇、三羟甲基丙烷油酸酯、多元醇酯和甘油的一种或多种。

4.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述增粘剂为以极性基团封端的聚合物及其衍生物。

5.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述增粘剂为聚碳酸丙烯酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇及其衍生物中的一种或多种。

6.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钙、石油磺酸钡、单油酸季戊四醇酯、油酸十八烷胺的一种或多种。

7.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述纤维为短棉纤维、长棉纤维、纤维素纤维、动物纤维的一种或多种。

8.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述填充剂为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、长石粉的一种或多种。

9.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述有机固体抗磨剂为聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚氨酯、三苯基硫代磷酸酯的一种或多种。

10.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述无机抗磨剂为二硫化钼、二硫化钨、氟化钙、二硫化铌的一种或多种。

11.根据权利要求1-2任一项所述的盾构机主轴承密封油脂，其特征在于，所述润滑剂为锂基润滑脂、钡基润滑脂、羊毛脂、硫化猪油的一种或多种。

12.权利要求1-11任一项所述盾构机主轴承密封油脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

13.根据权利要求12所述的盾构机主轴承密封油脂的制备方法，其特征在于，所述捏合搅拌的时间为20-60min。

技术总结
本发明涉及机械设备用油脂技术领域，具体而言，涉及一种密封油脂及其制备方法与应用。所述密封油脂包括如下原料组分：基础油15～20份、增粘剂5～15份、防锈剂5～10份、液体抗磨剂5～10份、纤维2～6份、填充剂30～50份、有机固体抗磨剂4～8份、无机固体抗磨剂4～8份、润滑剂5～20份。采用有机、无机和液体抗磨剂相结合，有机固体抗磨剂具有优异的不粘性，同时提升了无机固体抗磨剂在产品中的分散性、稳定性；液体抗磨剂具有较高承载能力和抗磨性能的边界润滑膜，起到抗磨作用，三种耐磨剂协同提高耐磨性能；配合含有极性基团的增粘剂和基础油，密封油脂体系具有良好的相容性，贮存稳定性好，分油量小。

技术研发人员：朱炜健,廖剑平,崔力波,郭县华,武飞,王德军,李文
受保护的技术使用者：中铁建华南建设（广州）高科技产业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11