[发明专利]一种固液相复合型工业齿轮油

说明书

一、技术领域：

本发明属润滑剂领域，具体地说涉及一种固液相复合型工业齿轮油。

二、背景技术：

润滑就是在相对运动的摩擦接触面之间加入润滑剂，使两接触表面之间形成润滑膜，变干摩擦为润滑剂内部分子间的内摩擦，已达到减少摩擦，降低磨损，延长机械设备使用寿命的目的。

现代润滑剂大致可分为以下几大类：

1液体润滑剂：包括动植物油、矿物油、合成油、水基液体等。

2半固体润滑剂：就是在常温、常压下呈半流体状态，并且有胶体结构的润滑材料-润滑脂。

3固体润滑剂：它包括金属化合物，如P_bO、CaF₂、MoS₂等；

无机物，如石墨、氮化硼等；

4气体润滑剂：包括空气、氦、氮、氢等。

从润滑的作用和效果来分析上述诸类润滑剂(润滑方式)，每种润滑剂既有它的润滑优势，也有它的不足。

液体润滑的优势是：润滑的流动性好，完全液体润滑的摩擦系数小，是应用比较广泛的一种润滑方式。其不足是液体润滑剂的油膜强度不够高，在边界润滑或设备停止运转时，液体润滑剂回流到油底壳(或油箱)，此时在摩擦副上的润滑膜厚度不足1um(完全液体润滑时油膜厚度应在2～10um范围内，且要连续不断)，此厚度不能满足设备运转的要求。特别是冷启动设备时，必然导致摩擦系数急剧升高，随之带来的结果就是产生大量的磨损。

固体润滑剂(润滑方式)的优点是使用温度范围宽，承载能力强，粘附性好等。但固体润滑剂单独使用时摩擦系数较大，没有冷却作用等。

这就是说单一液体润滑剂或单一固体润滑剂在一定的应用场合和范围都存在润滑局限性问题，它主要反映在两个方面：首先是不能更好的满足设备的正常运转要求，其次是不可避免的会造成摩擦磨损的加剧，造成能源资源的浪费。

近年来，在市场上应用的一种含有石墨的润滑油，包括内燃机油和车用齿轮油。

以上这些产品虽然也是将固体与液体混合在一起，但只是简单的生产工艺，通过物理混合，生产出含有单一或两种固体润滑材料混合的添加剂或润滑油。但它们均不能达到匀一稳定的固液相分散体系。稳定性极差，在存放过程中固液相体系最长也只能稳定在三个月左右，就会发生固液分离，严重的固体发生沉淀，板结在容器的低部。使用中不能很好的达到稳定的润滑效果，甚至会在金属表面生成沉淀，堵塞油路造成设备损坏。

另外，由于没有针对不同应用场合合理的选择固体润滑材料的最佳粒度分布带以及与其相适应的配套助剂配方，(依据各种摩擦副表面粗糙度的不同，)，致使在使用过程中，润滑膜达不到相适应的最佳润滑效果，油膜强度达不到理想状态。

齿轮机构是机械中最主要的一种传动机构。其传递功率范围大，传动效率较高，可传递任意两轴之间的运动和动力。

运动和动力的传递是在齿轮机构中每对啮合齿面的相互作用、相对运动中完成的，其间必然产生摩擦。为避免机件直接摩擦在齿轮工作面之间形成，需要润滑剂将工作面隔开，以保持齿轮机构的工效和延长使用寿命。齿轮油就是最主要的润滑剂。

◆工业齿轮的润滑特点

齿轮的种类很多，如直齿、斜齿、人字齿、圆柱齿轮，直齿、斜齿、螺旋齿型锥齿轮，双曲线齿轮及蜗轮蜗杆等。根据机械传递运动和动力的需要，人们选择不同几何学特征和力学特点的齿轮机构。工业上的齿轮结构一般用于高速轻载、高速高载、低速重载大体三类运动和动力的传递。

由于齿轮的曲率半径小，润滑中形成油楔的条件差，齿轮的每次啮合均须重新建立油膜，且啮合表面不相吻合，有滚动也有滑动，因此形成油膜的条件各异。其润滑状态有以下几种。

1流体动力润滑和弹性流体润滑

齿轮啮合过程中，一定厚度的润滑油膜将并不平滑的摩擦面完全隔开而不使其发生直接接触，这时为流体动力润滑状态。

当负荷增大时，啮合齿面发生弹性变化，润滑油粘度在压力下急剧增大，因而不会被完全挤出而迅速形成极薄的弹性流体动力膜，仍能将摩擦面完全隔开，这时为弹性流体润滑状态。

流体动力润滑和弹性流体润滑通常发生在高速轻载的工况。润滑油的粘度是形成流体动力润滑膜和弹流膜的关键。

2边界润滑

当载荷继续增大时，齿面微小的凸起在运动中已不能由弹性流体膜隔开。此时承担润滑任务的是吸附在金属表面上的一层或几层分子构成的边界吸附膜。吸附现象的发生依赖于齿轮油中极性组分的分子。