李勇+李棟+郭振俊+包銳
摘要:通過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn),榨糖機(jī)呈現(xiàn)不斷增大的趨勢,重載、大型化是榨糖機(jī)發(fā)展的一個主題。目前在市場上榨糖機(jī)械設(shè)備潤滑產(chǎn)品的稠化劑主要采用復(fù)合鋰基潤滑脂,且基礎(chǔ)油的黏度較大,產(chǎn)品的極壓性能也較高。通過榨糖機(jī)脂的工況特點(diǎn)和用脂要求,開發(fā)重載高抗水榨糖機(jī)脂,通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試,初步得出此產(chǎn)品優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能。經(jīng)現(xiàn)場試用,效果較好,完全滿足榨糖機(jī)的要求。此產(chǎn)品可以提高潤滑效率,同時降低不必要的損耗。另一方面,可以規(guī)范行業(yè)用脂,更好地服務(wù)于榨糖機(jī)行業(yè)。
關(guān)鍵詞:重載;高抗水;潤滑脂
中圖分類號:TE626.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0 引言
廣西是我國第一產(chǎn)糖大省,廣西糖料甘蔗種植面積占全國糖料種植總面積的50%以上,每年產(chǎn)蔗糖超過700萬t,占全國蔗糖總產(chǎn)量的60%以上。制糖產(chǎn)業(yè)成為了廣西的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。2008年1月廣西自治區(qū)發(fā)布通知,要求進(jìn)一步加強(qiáng)制糖企業(yè)污染防治工作,全區(qū)制糖企業(yè)清潔生產(chǎn)水平必須達(dá)到中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)甘蔗制糖業(yè)》二級技術(shù)以上要求,污染物排放要達(dá)到國家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)及總量控制的要求。
目前很多糖廠的設(shè)備越來越先進(jìn),對榨糖機(jī)脂的質(zhì)量要求也越來越高,低流失量、高極壓抗磨性、低污染是大部分糖廠普遍要求。另一方面,在整個糖廠的生產(chǎn)環(huán)境中,尤以壓榨提汁過程的條件最為惡劣, 那里設(shè)備多、噪聲大、塵埃多和濕度大。一條壓榨生產(chǎn)線需要5~10 人分布在生產(chǎn)線上的五六個點(diǎn),對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作、巡視和記錄。因此,從保護(hù)勞動者,提高生產(chǎn)效率出發(fā),實(shí)現(xiàn)對壓榨生產(chǎn)線的集中潤滑控制是非常必要的。合理布局潤滑管線,合理選用潤滑脂,延長注脂周期,從而降低污水排放,達(dá)到環(huán)保要求,同時保護(hù)輥軸,降低磨損,延長使用壽命。
1 壓榨車間工作特點(diǎn)以及對潤滑脂的性能要求
1.1 設(shè)備概況
國內(nèi)大中型甘蔗糖廠包括小型糖廠大多采用三輥式壓榨機(jī)提汁。整個流程如下:
甘蔗破碎 →甘蔗壓榨→ 糖汁澄清→ 五效真空蒸發(fā)系統(tǒng)→ 煮糖→ 助晶和分蜜→ 成品糖的包裝→ 糖廠的綜合利用
糖廠均已配備功能完善的壓榨間。此部分由5套串行壓榨機(jī)組成,每套由4個壓榨輥組成,通過調(diào)整間隙,使其從5組壓榨出的榨汁達(dá)到一定的濃度。整個壓榨生產(chǎn)線流程如圖1。
1.2 壓榨機(jī)械設(shè)備對潤滑脂的性能要求
根據(jù)榨糖機(jī)械的特點(diǎn),對潤滑油脂提出如下要求:
(1)需要潤滑脂有優(yōu)良的極壓抗磨性能。設(shè)備大型化和設(shè)備的自動化程度提高都需要潤滑脂具有優(yōu)良的極壓抗磨性能,以提高設(shè)備操作的穩(wěn)定性和可靠性。
(2)榨糖用潤滑脂的潤滑方式為集中潤滑和人工加脂。現(xiàn)在較先進(jìn)的大型榨糖機(jī)械一般采用了集中潤滑方式,但也有部分榨糖機(jī)仍然用人工加脂的方式潤滑。隨著集中潤滑方式在榨糖機(jī)械上的廣泛應(yīng)用,對潤滑脂低溫流動性的要求會越來越高。
(3)榨糖機(jī)械設(shè)備工作時溫度較高,這就要求潤滑油脂有較好的熱穩(wěn)定性和抗氧化性。
(4)因?yàn)檎ヌ堑膼毫迎h(huán)境,水分較多,潤滑油脂難免受到這些雜質(zhì)的污染,所以要求要有較好的抗水和抗腐蝕性能。
(5)榨糖設(shè)備工作的環(huán)境隨著季節(jié)性和地域性溫度變化很大,因此要求潤滑油脂黏度隨溫度的變化要小,既要避免在溫度高時油品黏度變化的太低,以致不能形成潤滑膜,起不到應(yīng)有的潤滑作用,又要避免在溫度低時黏度太高,影響啟動和運(yùn)轉(zhuǎn)。
目前,國內(nèi)外市場上使用的通用榨糖機(jī)脂主要以極壓鋰基潤滑脂、復(fù)合鋰基潤滑脂和二硫化鉬復(fù)合鋰基潤滑脂系列為主,品牌主要包括昆侖、長城、嘉實(shí)多和殼牌等。由設(shè)備工況并結(jié)合國內(nèi)外產(chǎn)品的使用情況,可以看出:榨糖機(jī)械設(shè)備對潤滑脂的要求是高極壓抗磨性、良好的耐溫性和良好的黏附性等,其潤滑產(chǎn)品向高黏度的極壓復(fù)合鋰型潤滑脂產(chǎn)品發(fā)展。
2 壓榨機(jī)脂的研制開發(fā)
筆者對榨糖機(jī)械用脂市場進(jìn)行了大量的調(diào)研,同時對現(xiàn)有的國內(nèi)外主要產(chǎn)品進(jìn)行了分析測試,其主要性能測試數(shù)據(jù)見表1。
2.1 稠化劑的選擇
稠化劑決定著潤滑脂高溫性、抗水性和長壽命等性能,其特殊的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在潤滑脂中起到吸附固定潤滑油的作用。復(fù)合鋰型、復(fù)合鋰鈣脂滴點(diǎn)一般大于260 ℃,使用溫度可達(dá)180 ℃,具有良好的抗水性、機(jī)械安定性,使用壽命長。榨糖設(shè)備的主要潤滑要求有較高的負(fù)荷要求,要求潤滑脂具備優(yōu)異的高溫性能、良好的極壓抗磨性能、極強(qiáng)的黏附性,根據(jù)榨糖設(shè)備對潤滑脂的性能要求,結(jié)合我國原材料情況和產(chǎn)品性價比,確定以復(fù)合型皂作為重負(fù)荷榨糖用潤滑脂的稠化劑,對比復(fù)合鋰皂和復(fù)合鋰鈣皂的綜合性能后,選擇抗水性能和性價比好的特殊復(fù)合鋰鈣皂作為稠化劑。
2.2 基礎(chǔ)油的選擇
潤滑脂基礎(chǔ)油一般占85%左右,基礎(chǔ)油性能的優(yōu)劣在一定程度上決定了潤滑脂的性能。潤滑脂的潤滑性能、高低溫性能、鋼網(wǎng)分油、蒸發(fā)損失、氧化安定性等多種性能都與潤滑基礎(chǔ)油的性能相關(guān)。選擇黏度較大的基礎(chǔ)油有利于提高潤滑脂的潤滑和抗磨能力,根據(jù)榨糖設(shè)備結(jié)構(gòu)潤滑特點(diǎn),選用高黏度基礎(chǔ)油混配油作為基礎(chǔ)油。
2.3 添加劑的選擇
根據(jù)對油脂的使用性能要求,在潤滑脂中加入一些添加劑,可提高和改善潤滑脂的某些特性和賦予潤滑脂新的特性,提高潤滑脂使用性能,延長使用壽命。
榨糖機(jī)用脂要求研制的潤滑脂應(yīng)具有良好的抗水性和極壓抗磨性。因此,選擇合適的添加劑是研制潤滑脂的技術(shù)關(guān)鍵之一。
(1)極壓抗磨添加劑
軸承在苛刻的工況條件下使用,為提高其承載能力、防止擦傷和降低磨損,必須在潤滑脂中加入極壓抗磨劑。潤滑脂中加入極壓抗磨劑后,添加劑中的極性分子在高壓或一定的溫度下,在摩擦表面上生成物理吸附膜或化學(xué)反應(yīng)膜,才能在中等負(fù)荷條件下,使運(yùn)動部件不發(fā)生明顯磨損或擦傷,在高負(fù)荷條件下不發(fā)生燒結(jié)。
本文研制的潤滑脂擬采用硫-磷型復(fù)合極壓抗磨劑,并加入一定量的固體添加劑成分,這類添加劑有著非常優(yōu)秀的抗磨性和抗燒結(jié)性能,可有效地提高承載能力,使摩擦部位在高壓高負(fù)荷情況下有較好的使用性能。
(2)抗水性
榨糖機(jī)的環(huán)境惡劣,水分較多,潤滑油脂難免受到這些雜質(zhì)的污染,所以要求要有較好的抗水、防銹和抗腐蝕性能。潤滑脂與水相的有效分離,一種最簡單的有效方法是采用抗水劑,消除乳化,形成具有一定強(qiáng)度的乳化界面,達(dá)到兩相分離。然而不同的抗水劑對潤滑脂破乳能力是不同的,抗水劑的性能直接影響兩相分離效果。
本文通過加入抗水劑,黏結(jié)分散二元酸和一元有機(jī)酸復(fù)合皂形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)潤滑脂的結(jié)構(gòu),提高其物理性能,從而解決此類復(fù)合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點(diǎn),發(fā)揮其高的黏附性和抗水能力強(qiáng)的優(yōu)勢。
2.4 主要性能指標(biāo)對比
通過上述基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項(xiàng)研究和考察,確定了榨糖機(jī)脂的配方和工藝。在試驗(yàn)室評價小樣的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了放大生產(chǎn),其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及評定結(jié)果的典型數(shù)據(jù)與國內(nèi)外同類典型潤滑脂的對比見表2。
此壓榨機(jī)脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標(biāo),生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,質(zhì)量達(dá)到國外市場占有率較高的同類產(chǎn)品水平,同時比國內(nèi)同類產(chǎn)品的極壓性高,值得注意的是,抗水性能明顯優(yōu)于國內(nèi)外的同類產(chǎn)品。
2.5 榨糖機(jī)脂的市場應(yīng)用情況
以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機(jī)脂半年的試驗(yàn)為例,研制產(chǎn)品與國際領(lǐng)先特種潤滑脂品牌同類產(chǎn)品對比,在經(jīng)過采樣分析過程中,對試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析,以下為各潤滑點(diǎn)油品監(jiān)控分析結(jié)果:
(1)使用后潤滑脂的稠度變化情況
圖2為使用后潤滑脂的錐入度變化,4個柱狀圖均表示取樣結(jié)果,原脂稠度為270/60次,其余為在線取得的4個樣品。潤滑脂稠度衡量潤滑脂受軸承低速重載剪切后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通過4個樣品結(jié)果分析,稠度最大的變化為2.5%,處于理想水平,與進(jìn)口產(chǎn)品3%相當(dāng)。
(2)極壓、抗磨性能變化
極壓、抗磨性能是潤滑脂使用在低速、重載軸套中的必要條件,極壓、抗磨性能受雜質(zhì)的影響會有一定程度的降低,從指標(biāo)數(shù)據(jù)表3來看,變化值與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。
(3)軸瓦的在線溫度監(jiān)控方面,使用研制產(chǎn)品,軸瓦溫度均保持在25~36 ℃的可控范圍內(nèi),與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng),滿足了軸套的潤滑要求。
經(jīng)客戶反映,以前使用的產(chǎn)品由于在惡劣的環(huán)境下潤滑脂乳化流失嚴(yán)重,對設(shè)備損耗較嚴(yán)重,影響生產(chǎn),因此急切希望能夠?qū)ふ业酵惛咝阅艿恼ヌ菣C(jī)脂。研制的產(chǎn)品經(jīng)過一個榨季的試用,客戶比較滿意。此榨糖機(jī)脂能夠延長用脂時間,黏附性好、抗水性優(yōu)越和極壓性能突出。
3 結(jié)論
通過榨糖機(jī)脂的工況特點(diǎn)和用脂要求,開發(fā)重載高抗水榨糖脂,通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試,表明研制產(chǎn)品優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能,能夠滿足國內(nèi)外榨糖機(jī)多水、重負(fù)荷的工況要求,經(jīng)客戶使用效果比較滿意。針對設(shè)備特點(diǎn)開發(fā)的專用產(chǎn)品可以提高潤滑效率,降低不必要的損耗,規(guī)范行業(yè)用脂,更好地服務(wù)于榨糖等行業(yè)。
參考文獻(xiàn):
[1] 朱廷彬.潤滑脂技術(shù)大全[M].北京:中國石化出版社,2005.
[2] 張澄清,李慶德.潤滑脂生產(chǎn)[M].北京:烴加工出版社,1986.
本文研制的潤滑脂擬采用硫-磷型復(fù)合極壓抗磨劑,并加入一定量的固體添加劑成分,這類添加劑有著非常優(yōu)秀的抗磨性和抗燒結(jié)性能,可有效地提高承載能力,使摩擦部位在高壓高負(fù)荷情況下有較好的使用性能。
(2)抗水性
榨糖機(jī)的環(huán)境惡劣,水分較多,潤滑油脂難免受到這些雜質(zhì)的污染,所以要求要有較好的抗水、防銹和抗腐蝕性能。潤滑脂與水相的有效分離,一種最簡單的有效方法是采用抗水劑,消除乳化,形成具有一定強(qiáng)度的乳化界面,達(dá)到兩相分離。然而不同的抗水劑對潤滑脂破乳能力是不同的,抗水劑的性能直接影響兩相分離效果。
本文通過加入抗水劑,黏結(jié)分散二元酸和一元有機(jī)酸復(fù)合皂形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)潤滑脂的結(jié)構(gòu),提高其物理性能,從而解決此類復(fù)合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點(diǎn),發(fā)揮其高的黏附性和抗水能力強(qiáng)的優(yōu)勢。
2.4 主要性能指標(biāo)對比
通過上述基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項(xiàng)研究和考察,確定了榨糖機(jī)脂的配方和工藝。在試驗(yàn)室評價小樣的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了放大生產(chǎn),其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及評定結(jié)果的典型數(shù)據(jù)與國內(nèi)外同類典型潤滑脂的對比見表2。
此壓榨機(jī)脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標(biāo),生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,質(zhì)量達(dá)到國外市場占有率較高的同類產(chǎn)品水平,同時比國內(nèi)同類產(chǎn)品的極壓性高,值得注意的是,抗水性能明顯優(yōu)于國內(nèi)外的同類產(chǎn)品。
2.5 榨糖機(jī)脂的市場應(yīng)用情況
以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機(jī)脂半年的試驗(yàn)為例,研制產(chǎn)品與國際領(lǐng)先特種潤滑脂品牌同類產(chǎn)品對比,在經(jīng)過采樣分析過程中,對試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析,以下為各潤滑點(diǎn)油品監(jiān)控分析結(jié)果:
(1)使用后潤滑脂的稠度變化情況
圖2為使用后潤滑脂的錐入度變化,4個柱狀圖均表示取樣結(jié)果,原脂稠度為270/60次,其余為在線取得的4個樣品。潤滑脂稠度衡量潤滑脂受軸承低速重載剪切后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通過4個樣品結(jié)果分析,稠度最大的變化為2.5%,處于理想水平,與進(jìn)口產(chǎn)品3%相當(dāng)。
(2)極壓、抗磨性能變化
極壓、抗磨性能是潤滑脂使用在低速、重載軸套中的必要條件,極壓、抗磨性能受雜質(zhì)的影響會有一定程度的降低,從指標(biāo)數(shù)據(jù)表3來看,變化值與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。
(3)軸瓦的在線溫度監(jiān)控方面,使用研制產(chǎn)品,軸瓦溫度均保持在25~36 ℃的可控范圍內(nèi),與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng),滿足了軸套的潤滑要求。
經(jīng)客戶反映,以前使用的產(chǎn)品由于在惡劣的環(huán)境下潤滑脂乳化流失嚴(yán)重,對設(shè)備損耗較嚴(yán)重,影響生產(chǎn),因此急切希望能夠?qū)ふ业酵惛咝阅艿恼ヌ菣C(jī)脂。研制的產(chǎn)品經(jīng)過一個榨季的試用,客戶比較滿意。此榨糖機(jī)脂能夠延長用脂時間,黏附性好、抗水性優(yōu)越和極壓性能突出。
3 結(jié)論
通過榨糖機(jī)脂的工況特點(diǎn)和用脂要求,開發(fā)重載高抗水榨糖脂,通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試,表明研制產(chǎn)品優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能,能夠滿足國內(nèi)外榨糖機(jī)多水、重負(fù)荷的工況要求,經(jīng)客戶使用效果比較滿意。針對設(shè)備特點(diǎn)開發(fā)的專用產(chǎn)品可以提高潤滑效率,降低不必要的損耗,規(guī)范行業(yè)用脂,更好地服務(wù)于榨糖等行業(yè)。
參考文獻(xiàn):
[1] 朱廷彬.潤滑脂技術(shù)大全[M].北京:中國石化出版社,2005.
[2] 張澄清,李慶德.潤滑脂生產(chǎn)[M].北京:烴加工出版社,1986.
本文研制的潤滑脂擬采用硫-磷型復(fù)合極壓抗磨劑,并加入一定量的固體添加劑成分,這類添加劑有著非常優(yōu)秀的抗磨性和抗燒結(jié)性能,可有效地提高承載能力,使摩擦部位在高壓高負(fù)荷情況下有較好的使用性能。
(2)抗水性
榨糖機(jī)的環(huán)境惡劣,水分較多,潤滑油脂難免受到這些雜質(zhì)的污染,所以要求要有較好的抗水、防銹和抗腐蝕性能。潤滑脂與水相的有效分離,一種最簡單的有效方法是采用抗水劑,消除乳化,形成具有一定強(qiáng)度的乳化界面,達(dá)到兩相分離。然而不同的抗水劑對潤滑脂破乳能力是不同的,抗水劑的性能直接影響兩相分離效果。
本文通過加入抗水劑,黏結(jié)分散二元酸和一元有機(jī)酸復(fù)合皂形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)潤滑脂的結(jié)構(gòu),提高其物理性能,從而解決此類復(fù)合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點(diǎn),發(fā)揮其高的黏附性和抗水能力強(qiáng)的優(yōu)勢。
2.4 主要性能指標(biāo)對比
通過上述基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項(xiàng)研究和考察,確定了榨糖機(jī)脂的配方和工藝。在試驗(yàn)室評價小樣的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了放大生產(chǎn),其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及評定結(jié)果的典型數(shù)據(jù)與國內(nèi)外同類典型潤滑脂的對比見表2。
此壓榨機(jī)脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標(biāo),生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,質(zhì)量達(dá)到國外市場占有率較高的同類產(chǎn)品水平,同時比國內(nèi)同類產(chǎn)品的極壓性高,值得注意的是,抗水性能明顯優(yōu)于國內(nèi)外的同類產(chǎn)品。
2.5 榨糖機(jī)脂的市場應(yīng)用情況
以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機(jī)脂半年的試驗(yàn)為例,研制產(chǎn)品與國際領(lǐng)先特種潤滑脂品牌同類產(chǎn)品對比,在經(jīng)過采樣分析過程中,對試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析,以下為各潤滑點(diǎn)油品監(jiān)控分析結(jié)果:
(1)使用后潤滑脂的稠度變化情況
圖2為使用后潤滑脂的錐入度變化,4個柱狀圖均表示取樣結(jié)果,原脂稠度為270/60次,其余為在線取得的4個樣品。潤滑脂稠度衡量潤滑脂受軸承低速重載剪切后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通過4個樣品結(jié)果分析,稠度最大的變化為2.5%,處于理想水平,與進(jìn)口產(chǎn)品3%相當(dāng)。
(2)極壓、抗磨性能變化
極壓、抗磨性能是潤滑脂使用在低速、重載軸套中的必要條件,極壓、抗磨性能受雜質(zhì)的影響會有一定程度的降低,從指標(biāo)數(shù)據(jù)表3來看,變化值與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。
(3)軸瓦的在線溫度監(jiān)控方面,使用研制產(chǎn)品,軸瓦溫度均保持在25~36 ℃的可控范圍內(nèi),與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng),滿足了軸套的潤滑要求。
經(jīng)客戶反映,以前使用的產(chǎn)品由于在惡劣的環(huán)境下潤滑脂乳化流失嚴(yán)重,對設(shè)備損耗較嚴(yán)重,影響生產(chǎn),因此急切希望能夠?qū)ふ业酵惛咝阅艿恼ヌ菣C(jī)脂。研制的產(chǎn)品經(jīng)過一個榨季的試用,客戶比較滿意。此榨糖機(jī)脂能夠延長用脂時間,黏附性好、抗水性優(yōu)越和極壓性能突出。
3 結(jié)論
通過榨糖機(jī)脂的工況特點(diǎn)和用脂要求,開發(fā)重載高抗水榨糖脂,通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試,表明研制產(chǎn)品優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能,能夠滿足國內(nèi)外榨糖機(jī)多水、重負(fù)荷的工況要求,經(jīng)客戶使用效果比較滿意。針對設(shè)備特點(diǎn)開發(fā)的專用產(chǎn)品可以提高潤滑效率,降低不必要的損耗,規(guī)范行業(yè)用脂,更好地服務(wù)于榨糖等行業(yè)。
參考文獻(xiàn):
[1] 朱廷彬.潤滑脂技術(shù)大全[M].北京:中國石化出版社,2005.
[2] 張澄清,李慶德.潤滑脂生產(chǎn)[M].北京:烴加工出版社,1986.