一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物及制备方法，稠化剂由12－羟基硬脂酸、庚酸、十四烷酸与单水氢氧化锂的反应物组成；添加剂包括：磺酸钙、极压剂、防锈剂、修复剂和抗氧剂。将12‑羟基硬脂酸、庚酸和磺酸钙加入到基础油中，混合加热至60～90℃，加入含十四烷酸的单水氢氧化锂皂化复合1.5～2小时；用2～2.5小时升温到185～190℃，此温度恒温1～1.5小时；继续升温到220～240℃，然后自然降温到120℃以下，依次加入极压剂、防锈剂、修复剂和抗氧剂，当温度降低到40～60℃以后经过三辊机压油三遍后罐装。该润滑脂广泛用于高速铁路行业，降低轴箱轴承磨损，同时能够延长换脂周期。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物及制备方法
本专利技术属于润滑脂
，特别是涉及高速铁路双列圆锥滚子轴箱轴承润滑脂的组合物及制备方法。
技术介绍
自1825年英国修建了世界第一条铁路以来，由于运输速度和运输能量上的优点，铁路在很长的历史时期内成为各国的交通运输骨干。从20世纪50年代开始，公路和航空运输迅速发展，使铁路在速度上居于劣势，长途客运受航空运输排挤，短途客运被汽车运输取代，铁路进入“夕阳产业”的被动局面。然而进入20世纪70年代以后，由于能源危机、环境恶化、交通安全等问题的困扰，人们重新认识到铁路的价值。特别是高速铁路以其速度快、运能大、能耗低、污染轻等一系列的技术优势，适应了现代社会经济发展的新需求。1964年10月，日本在东海道新干线东京至大阪高速铁路以210公里/小时运行，法国在1981年修建第一条高速铁路(TGV东南线)，高速铁路显示出旺盛的生命力。由于它具有明显的经济效益和社会效益，所以欧洲、北美洲和亚洲等许多国家和地区纷纷兴建、改建或规划修建高速铁路。截至2015年底，中国铁路营业里程已经达到12.1万公里，其中高铁超过1.9万公里，占世界高铁运营里程的60％以上，是世界上高速铁路发展最快、规模最大的国家。中国已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。随着铁路列车的高速化，轴承作为高速列车的关键部件，其性能及可靠性越来越受到关注。零件制造商需要设计新产品，进一步提高车辆轴承的性能，不断扩大其运行条件和环境的范围。列车轴箱轴承除了要支承列车重量及车辆载重所构成的静态和动态的径向负荷外，在车轴方向还要承受额外的非稳定力。由于轴箱轴承是走行装置中的一个重要组成部分，其可靠性对列车的运行安全性产生重大影响。因此，国内外轴承厂家特别重视轴箱轴承的结构选择和设计制造。以最高速度200km/h以上运行的列车称为高速列车，高速列车可以是由机车牵引客车组成的列车，也可以是动车组组成的列车，称为高速动车组。目前我国生产的高速铁路客车有CRH1、CRH2、CRH5和CRH3四个车型的动车组，运营速度都达到了250km/h或更高速度。大部分使用双列圆锥滚子轴承作为动车组走行部位的重要零件，其安全可靠性直接影响列车的运行安全。每个转向架有4个轴箱用于安装轴承，轴承内圈安装到车轴上，组成了列车的走行部件。由于轴承在使用过程中同时承受径向与轴向载荷，且轴承转速较高，要保证的较长的免维修期，所以对轴承的润滑性能要求较高。髙速铁路的牵引动力，除英、美、德等部分铁路用内燃机牵引外，其它均为电力牵引，多数采用动车组。高速列车运行阻力的增加与速度的平方成比例，而加剧磨损与速度不是成线性而是平方或立方关系。技术故障主要是零部件的过早磨损，因此高速行车中选择合适的润滑材料与润滑方式以降低摩擦、节约能源、延长部件寿命是关键的问题。高速动车轴承采用滚动轴承，绝大多数采用脂润滑。铁路货车轴重大、转速低，要求轴承脂的基础油有较高的粘度，能保证在任何运行条件下有稳定的弹流润滑，以降低磨损、延长寿命。但在高速条件下脂的高粘度基础油反而要增加轴承温度，缩短油脂的使用寿命，加速轴承疲劳。速度不同，基础油粘度也不同，所以高速机车轴承脂的基础油粘度的选择十分重要。同时速度高，冲击负荷也大，就要求脂有较好的抗磨极压性能。目前采用的高速轴承润滑脂有以下相关报道：CN101622333B通过脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含上述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的高速轴承用润滑脂，此润滑脂的基础油40℃的运动粘度为15～40mm2/s，应用于dmN值为170万以上的角接触球轴承、圆柱滚子轴承等。CN101812350A通过聚脲稠化合成油，使其润滑脂应用于dmN值为200万以上的电子、机床制造业、纺织化纤等行业高速轴承。CN102027102B通过脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合分子内具有酰胺键的复合酰胺锂皂作为增稠剂的非脲润滑脂而构成的高速轴承用润滑脂，此润滑脂的基础油40℃的运动粘度为15～40mm2/s，应用于dmN值为170万以上的支承工作机械主轴等高速旋转轴的滚动轴承中使用的高速轴承用润滑脂。CN102167991B通过复合锂皂稠化合成油、酯类油和矿物油等，基础油100℃的运动粘度为5～40mm2/s同时加入极压和抗磨添加剂等，特别是用于高速铁路牵引机车电动机轴承的润滑脂。CN104212613A通过复合皂稠化基础油，加入极压、防锈和抗磨等添加剂，能够在轴承表面形成一层润滑油膏，保护轴承，并且具有很好的耐高温的性能，在高温下能够正常工作。CN104212617A介绍了一种改进的高速轴承润滑脂。但是上述高速轴承润滑脂大部分应用于高速小轴承，选用的稠化剂体系主要是聚脲，聚脲的高温硬化和储存硬化是一个技术难点，目前仍然不能根本解决。还有上述高速润滑脂只是关注轴承温升低而选用基础油粘度偏小，需要关注高速动车在南方运行高温油脂流失问题。另外上述高速轴承润滑脂没有关注低温性使用要求，特别是针对北方寒冷季节，气候温度达到-55℃以下时，使用目前的高速轴承脂低温不易启动，影响列车运行。
技术实现思路
针对目前存在的问题，本专利技术从基础油﹑稠化剂﹑添加剂﹑制脂工艺和理化指标等进行对比，结合时速250千米的高速铁路双列圆锥滚子轴箱轴承的工作特点是运行速度高、运送范围广、冲击负荷高、环境温差大、雨雪冲刷等，本专利技术提供了一种满足时速200～250千米的高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承的润滑脂组合物的制备方法。选用混合锂皂作为时速250千米的高速铁路双列圆锥滚子轴箱轴承脂的稠化剂，该类型稠化剂可以解决聚脲稠化剂使用过程中出现的高温流失和变硬的问题，通过加入复配基础油及极压剂、修复剂和防锈剂等形成一种具有特殊性能的润滑脂，具有优良的极压抗磨性能和防护性能。可以用于高速铁路行业，降低轴箱轴承磨损，同时能够延长换脂周期。本专利技术的技术方案如下：一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物：包括基础油、稠化剂和添加剂；其特征是：组份及重量百分比为：基础油：其含量为50～83％；稠化剂：8～25％；添加剂：6～25％；其中：基础油为质量比为1：1酯类油和合成油，其40℃粘度为40～80mm2/s，倾点为-65℃；稠化剂由12－羟基硬脂酸、十四烷酸、庚酸与单水氢氧化锂的反应物组成，其中十四烷酸、庚酸、12－羟基硬脂酸的质量比为1：(1.58～2.62)：(6.13～15.62)；12羟基硬脂酸：单水氢氧化锂＝1：1.8。添加剂包括：(a)磺酸钙，含量为3～8％；(b)极压剂，总含量为0.5～5％；(c)防锈剂，含量为1～5％；(d)修复剂，含量为1～5％；(e)抗氧剂，总含量为0.5～2％。所述十四烷酸、庚酸、12羟基硬脂酸的质量比为1：(1.6～2.6)：(6.2～15.6)。所述添加剂优选比例为：(a)磺酸钙，含量为3～8％；(b)极压剂，含量为1～3％；(c)防锈剂，含量为1～3％；(d)修复剂，含量为1～3％；(e)抗氧剂，含量为1～2％。所述极压剂为二烷基二硫代磷酸锑、Vanlube829、硫代氨基甲酸钼的混合物。所述二烷基二硫代磷酸锑、Vanlube829、硫代氨基甲酸钼的质量配比为1：2：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物：包括基础油、稠化剂和添加剂；其特征是：组份及重量百分比为：基础油：其含量为50～83％；稠化剂：8～25％；添加剂：6～25％；其中：基础油为质量比为1：1酯类油和合成油，其40℃粘度为40～80mm

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路轴箱双列圆锥滚子轴承润滑脂组合物：包括基础油、稠化剂和添加剂；其特征是：组份及重量百分比为：基础油：其含量为50～83％；稠化剂：8～25％；添加剂：6～25％；其中：基础油为质量比为1：1酯类油和合成油，其40℃粘度为40～80mm2/s，倾点为-65℃；稠化剂由12－羟基硬脂酸、十四烷酸、庚酸与单水氢氧化锂的反应物组成，其中十四烷酸、庚酸、12－羟基硬脂酸的质量比为1：(1.58～2.62)：(6.13～15.62)；12羟基硬脂酸：单水氢氧化锂＝1：1.8。2.如权利要求1所述的组合物，其特征是添加剂包括：(a)磺酸钙，含量为3～8％；(b)极压剂，总含量为0.5～5％；(c)防锈剂，含量为1～5％；(d)修复剂，含量为1～5％；(e)抗氧剂，总含量为0.5～2％。3.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述十四烷酸、庚酸、12羟基硬脂酸的质量比为1：(1.6～2.6)：(6.2～15.6)。4.如权利要求2所述的组合物，其特征是所述添加剂比例为：(a)磺酸钙，含量为3～8％；(b)极压剂，含量为1～3％；(c)防锈剂，含量为1～3％；(d)修...

【专利技术属性】
技术研发人员：王夕明，张晓凯，李勇，袁敬波，吴宝杰，王兆坤，武秋颖，韩占伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11