潤滑脂和施加潤滑脂的方法

2023-05-03 00:24:16 1

潤滑脂和施加潤滑脂的方法
【專利摘要】一種將潤滑脂施加到機構(10)的方法，它包括將包括增稠劑的第一成分(A)施加到所述機構(10)的步驟以及將包括流體潤滑劑的第二部分(B)施加到所述機構(10)的步驟，從而通過混合第一和第二成分(A和B)獲得潤滑脂。
【專利說明】潤滑脂和施加潤滑脂的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於潤滑機構的潤滑脂，以及用於將這種潤滑脂施加到機構的方法。

【背景技術】
[0002] 在潤滑的語境中，術語潤滑脂湧來描述半固態的潤滑劑，包括以礦物油、蔬菜油和 /或其它流體潤滑劑乳化的增稠劑，典型地是皂類。潤滑脂具有很高的初始粘度，在剪切應 用作用下下降從而給出的油潤滑的效果大概與用在潤滑脂中的基礎油（或流體潤滑劑）的 粘度相同。潤滑脂被施用到僅僅偶爾潤滑的並且潤滑油不會保持在位的機構上。
[0003] 潤滑脂也潤滑防止腐蝕和磨損從而保護機構，潤滑脂幫助分散熱量、隔絕固體和 液體汙染物，並且減少噪音。充足的潤滑允許設備平穩持續運行，僅有輕微的磨損並且在例 如軸承等部件處沒有過多的應力或咬粘。當潤滑失效時，部件會破壞性地彼此摩擦，造成損 壞、發熱以及故障。潤滑失效是由於潤滑劑量不足或粘度不夠、持久使用而沒有補給產生的 退化、
[0004] 過高的溫度、帶雜質的汙染物、對於特定應用使用不正確的潤滑脂、和/或過度潤 滑所造成的。
[0005] 為了確保機構正確地潤滑，所用潤滑脂對於特定應用必須精確地選擇並且施用正 確量，以正確的頻率而且施用到機構的正確位置。對於軸承應用，影響潤滑脂選擇的因素例 如包括軸承旋轉速度、工作溫度範圍、運行噪音條件、再次潤滑間隔、密封、初始扭矩、載荷、 運行條件以及環境影響等。
[0006] 隨著時間過去，潤滑脂可能會洩露、蒸發和/或變硬。油會從潤滑脂中耗盡，剩下 很難潤滑或沒有潤滑能力的稠的蠟狀物質。新的潤滑脂可用潤滑脂槍或泵施用，例如在壓 力下將潤滑脂施用到被潤滑的部件，迫使潤滑脂進入部件中的空間。但是，為了防止過早磨 損和損壞，製造商建議周期性地去除舊的潤滑脂並且替換新的潤滑脂，由於這通常要求拆 卸設備並且仔細清理，因此這個過程是複雜費時的。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的是克服或改善現有技術的至少一個缺陷，或者提出有用的可替代方 案。
[0008] 至少其中一個目標通過一種用於潤滑機構的兩種成分的潤滑脂包實現，所述潤滑 脂包包括第一成分和第二成分，所述第一成分包括增稠劑，所述第二成分包括流體潤滑劑， 其中所述兩種成分的潤滑脂通過將所述第一和第二成分混合在一起獲得。
[0009] 根據將使用該機構的應用選擇包括增稠劑的第一成分，構成用於流體潤滑劑的載 體。第一成分可被施加到要被潤滑的機構的至少一部分上，例如軸承的保持架梁或軸承本 身的內部，例如它的內環或外環。包括流體潤滑劑的第二成分也根據將使用該機構的應用 選擇，然後它可被施加到機構的至少一部分上。當第一成分與第二成分混合，增稠劑在流體 潤滑劑中局部地溶解並且結合形成具有用於將使用該機構的應用的最佳組成的潤滑脂。
[0010] 影響用於軸承應用的增稠劑和流體潤滑劑選擇的因素例如可包括旋轉速度、工作 溫度範圍、運行噪音條件、再潤滑間隔、密封、起始扭矩和/或環境影響。
[0011] 如果/當包括增稠劑的第一成分和/或包括流體潤滑劑的第二成分耗盡，第一成 分和/或第一成分可被施加到機構上以再次潤滑機構。更多第一和/或第二成分可周期性 地添加和/或如果/當需要再次潤滑的時候添加。應當注意的是，用來再次潤滑機構所添 加的第一成分和/或第二成分不一定要與之前潤滑機構所施用的第一成分和/或第二成分 具有相同組成。之後添加的第一和/或第二成分例如可只包括在機構使用期間已被消耗的 之前施加的第一成分和/或第二成分的那部分。例如，只有少部分的流體潤滑劑是機構再 次潤滑所需要的。
[0012] 這種兩種成分的潤滑脂包比現有技術的潤滑脂具有若干優勢。即，機構的再次潤 滑更加簡單，因為舊的潤滑脂不需要從機構去除掉，潤滑脂製造商不需要為不同應用的多 種不同潤滑脂保持庫存，並且由於潤滑脂增稠劑被重複使用從而減少潤滑脂浪費量。
[0013] "包"的表述指的是兩種成分潤滑脂的第一成分和第二成分作為有包裝的/密封的 單元提供，或者，即使沒有作為有包裝的/密封的單元提供，第一成分和第二成分作為預期 一起使用的有關聯的項目提供。
[0014] 根據本發明的一實施方式，所述流體潤滑劑包括至少以下一種：礦物油、諸如合成 油、蔬菜油、聚α-烯烴、酯、聚醚。
[0015] 根據本發明的一實施方式，所述增稠劑包括至少以下一種：聚合增稠劑、聚丙烯、 聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二醇、聚烯烴（或"聚烯"）苯酚、羊毛脂、羊毛脂聚乙二醇、聚氧 乙烯羊毛脂、矽油、離子皂類、尿素皂類、金屬有機皂類。
[0016] 增稠劑種類的選擇由應用決定。皂類例如可包括硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鋰、 以及這些成分的混合物。除了硬脂酸鹽之外的脂肪酸衍生物、例如12-羥基硬脂酸鋰，也可 被用作增稠劑。增稠劑的本質影響合成的潤滑脂的耐熱性、耐水性以及化學穩定性。增稠 劑也可包括焦油、石墨或雲母，增加了潤滑脂的耐用性。
[0017] 根據本發明的另一實施方式，所述增稠劑包括至少一種高分子量成分和至少一種 低分子量成分，其中所述增稠劑高分子量成分和/或低分子量成分包括至少以下一種：聚 合增稠劑、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二醇、聚烯烴苯酚、羊毛脂、羊毛脂聚乙二 醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油。
[0018] 聚合物分子的分子量決定了聚合物的物理特性，例如液體轉變成固定的溫度，以 及機械性能，例如聚合物的硬度、強度、粘彈性、剛性以及粘性。通過接合高分子量和低分子 量的增稠劑成分，增稠劑的物理和機械特性可以得到優化從而用於特定用途。
[0019] 根據本發明的一實施方式，第一成分和/或第二成分包括以下添加劑的至少其中 一種：增粘劑、彈性體、抗磨損添加劑、防腐蝕添加劑、ΕΡ添加劑、抗氧化劑。一些潤滑脂標 明為"ΕΡ"，指的是"極端壓力"。在高壓或衝擊載荷情況下，正常的潤滑脂會被壓縮以致於 塗有潤滑脂的零件發生物理接觸，造成摩擦和磨損。ΕΡ潤滑脂包含固態潤滑劑，通常是石墨 和/或二硫化鑰，從而提供重載下的保護。固態潤滑劑結合到金屬部件表面，並且防止當潤 滑劑膜變薄時金屬與金屬接觸以及產生的摩擦或磨損。
[0020] 應當注意的是，包括增稠劑的第一成分和/或包括流體潤滑劑的第二成分可包括 至少一種添加劑。例如，可添加特氟隆以改進合成的潤滑脂的潤滑特性。甘油或山梨酸酯 可添加到潤滑脂中，用於低溫條件中使用。銅可添加到潤滑脂中用於高壓應用。
[0021] 根據本發明的一實施方式，兩種成分的潤滑脂包包括增稠劑，增稠劑包括至少一 種聚烯烴成分，例如包括聚乙烯或聚丙烯或者這些物質的混合物；至少一種流體潤滑劑，例 如礦物油、蔬菜油、類似聚α-烯烴的合成油、酯或聚醚；以及從抗氧化劑、阻蝕劑、抗磨劑 或極端壓力/載荷承載力增加劑群組中選擇出的至少一種添加劑成分。增稠劑成分的比例 可在重量5 %和30 %之間、優選地重量在9 %和15 %之間，流體潤滑劑的比例在重量60 %和 90 %之間，並且添加劑成分的比例在重量0. 2 %和15 %之間，優選地在重量1 %和8 %之間。
[0022] 根據本發明的一實施方式，兩種成分的潤滑脂包包括高分子量成分和低分子量成 分。例如，增稠劑可包括a)具有平均分子量大於200, 000的丙烯聚合物（共聚物或均聚物） 以及b)具有平均分子量小於100, 000的丙烯聚合物（共聚物或均聚物）的混合物。高分 子量成分和低分子量成分之間的比可以是1:40-1:5,優選的是1:25-1:15,更加優選的是 1:19。低分子量成分可以是聚丙烯均聚物。低分子量成分可具有50, 000和100, 000之間 的平均分子量，其熔化流速（ASTM D-1238)為500-1000,優選為750-850。高分子量成分可 為聚丙烯均聚物或者丙烯/乙烯共聚物。高分子量成分可具有200, 000-250, 000的平均分 子量和1. 5-15的熔化流速（ASTM D-1238)，優選為1. 5-7。
[0023] 根據本發明的另一實施方式，兩種成分的潤滑脂包包括礦物油，至少以下一種：增 稠劑、油溶性聚丙烯、油溶性丙烯或礦物、金屬皂類（皂鹽增稠劑）、油溶性聚丙烯、油溶性 丙烯，或非晶態聚烯烴聚合物或者半晶質聚烯烴聚合物，如等規或無規聚烯烴聚合物。
[0024] 酯可實現溶解性並且提高添加劑以及如聚合物的增稠劑在油內的溶解度。酯可來 自於羧酸，有支鏈的、無支鏈的、直的或環狀的具有1到30個碳原子的烷基族、烷基、芳烷基 或芳烷基族，環狀脂肪酸酯，烷基酯，飽和或不飽和酯，二酯（來自二羧基有機化合物），癸 二酸酯，多元酯，合成酯，酞酸酯，羧酸酯。烷基化萘可被用作合成流體潤滑劑。
[0025] 根據本發明的一實施方式，兩種成分的潤滑脂包可包括碳鏈長度直至C40的石蠟 基蠟，以純粹的形式或者以不同烯烴的混合物，或者與其它聚烯烴聚合物（聚乙烯）、或類 似鯨臘異丙脂酯或鯨臘硬酯醇酯的酯蠟混合。蠟是特徵性地包括長烷基鏈的天然的、有機 的化合物。
[0026] 根據本發明所述的一實施方式，所述機構是機器部件的至少一部分，例如軸、聯軸 器、鍵、花鍵、齒輪、緊固件、彈簧、密封件、皮帶、離合器、制動器和鏈條。根據本發明的一實 施方式，所述機構是軸承部件的至少一部分，例如滾珠軸承、滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子 軸承、球面滾子軸承、環形滾子軸承、滾珠推力軸承、滾子推力軸承、圓錐滾子推力軸承、輪 軸軸承、輪轂軸承單元、迴轉軸承、滾子絲槓、或者受到交變赫茲應力的應用的部件、例如滾 動接觸或滾動和滑動結合，和/或要求高耐磨性和/或增加的疲勞強度和抗張強度的應用。
[0027] 根據本發明所述的兩種成分的潤滑脂包特別地、但是非排他性地適合與大尺寸機 器和軸承部件一起使用，以及與用在高速或低溫應用的部件一起使用。
[0028] 本發明還涉及一種將潤滑脂施用到機構的方法。該方法包括將包括增稠劑的第一 成分施加到所述機構的步驟以及將包括流體潤滑劑的第二部分施加到所述機構的步驟，從 而通過混合第一和第二成分獲得潤滑脂。應當注意的是，優選的是，在施加包括流體潤滑劑 的第二成分之前，將包括增稠劑的第一成分施加到機構上，但是第一和第二成分不一定要 以這種順序被施加，而是第二成分可在第一成分之前被施加，或者第一和第二成分可被同 時施加。
[0029] 根據本發明的一實施方式，所述方法包括在將所述機構送到其操作點之前將所述 第一成分施加到所述機構上的步驟。這樣，客戶/使用者可收到已經施用了兩種成分的潤 滑脂包的第一成分的機構。然後，客戶/使用者將施加兩種成分的潤滑脂包的第二成分，由 此客戶/使用者的應用將獲得具有最佳組成的潤滑脂。
[0030] 根據本發明的另一實施方式，該方法包括將所述第一成分和/或所述第二成分再 次施加到所述機構以再次潤滑所述機構的步驟。第一成分和/或第二成分具有不同的化學 組成、和/或不同的物理和/或機械特性，可能比已經施加的第一成分和/或第二成分更適 合再次潤滑。
[0031] 根據本發明的一實施方式，可以檢查所述潤滑從而確定是否需要再次潤滑和/或 精確地確定需要何種類型的再次潤滑。
[0032] 根據本發明所述的方法的其它實施方式在從屬方法權利要求中陳述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 下面將參考附圖通過非限制性的實例進一步說明本發明，其中：
[0034] 圖1表示根據本發明一實施方式所述的用兩種成分的潤滑脂潤滑的軸承，以及
[0035] 圖2表示將潤滑脂施用到根據本發明一實施方式所述的機構的方法的步驟。
[0036] 應當注意的是，附圖並非按比例繪製，並且，為了清楚起見某些特徵尺寸被放大 了。

【具體實施方式】
[0037] 圖1示意性地表示尺寸範圍在直徑10mm到直徑幾米並且承載能力在幾十克到幾 千噸的軸承部件10、即滾動元件軸承的實例。也就是說，軸承部件10可具有任何大小和任 何承載能力。軸承部件10具有內環12、外環14和成套的滾動元件16。
[0038] 在滾動元件16和內環12、外環14之間必須有潤滑脂從而潤滑滾動元件軸承10。 因此根據軸承的旋轉速度、工作溫度範圍、運行噪音環境、再潤滑間隔、密封、起始扭矩和/ 或環境影響選擇兩種成分的潤滑脂包。包括增稠劑的第一成分A被施加到滾動元件16和內 環12、外環14之間的至少一部分體積，例如在內環12和外環14的至少一部分上，所述增稠 劑例如是聚合增稠劑、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二醇、聚烯烴苯酚、羊毛脂、羊毛 脂聚乙二醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油、離子皂類、尿素皂類、金屬有機皂類中的至少一種。增 稠劑可包括，例如，具有高分子量分子和低分子量分子的聚乙烯。該第一成分A在被送到其 操作點之前、即在被送到客戶/使用者安裝操作之前可被施加到滾動元件軸承10。
[0039] 兩種成分的潤滑脂包的第二成分B包括流體潤滑劑，該流體潤滑劑包括至少以下 一種：礦物油、合成油和/或蔬菜油，在滾動元件軸承10投入使用之前第二成分B可由用戶 /使用者施用。因此，通過將第一成分A和第二成分B混合獲得潤滑脂。
[0040] 根據本發明的一實施方式，最終的潤滑脂（A+B)包括60-90%的包括流體潤滑劑 的第二成分。例如，最終的潤滑脂包括85%的流體潤滑劑和15%的增稠劑。最終的潤滑脂 (A+B)還可包括至少以下一種：增粘劑、彈性體、抗磨損添加劑、防腐蝕添加劑、EP添加劑、 抗氧化劑。
[0041] 第一成分A和/或第二成分B可施用到機構的單個點、區域或體積或者施用到多 個點、區域或體積。第一成分A和/或第二成分B可手工施用或利用自動潤滑器。第一成 分A和/或第二成分B例如可被噴到機構的至少一部分上。
[0042] 圖2表示將潤滑脂施加到機構、例如軸承部件或機器部件的至少一部分的方法。 該方法包括將包括增稠劑的第一成分A施加到機構的步驟以及施加包括流體潤滑劑的第 二部分B的步驟，從而通過混合第一成分A和第二成分B獲得潤滑脂。根據本發明的一實 施方式，包括增稠劑的第一成分A在將機構送到其操作點之前可被施加到機構上。
[0043] 根據本發明的另一實施方式，如果/當需要的時候或周期性地，只包括在機構使 用期間已被消耗的之前施用過的第一成分A和/或第二成分B的那部分的第一成分A'和 /或第二成分B'可被再次施用從而再次潤滑機構。在圖2所示的實施方式中，只有包括在 機構使用期間已被消耗的之前使用過的第二成分B的那部分的第二成分B'，例如礦物油， 被再次施用從而再次潤滑機構。潤滑劑可被檢查從而確定是否需要再次潤滑和/或精確地 確定需要何種類型的再次潤滑並且相應地被再次潤滑。
[0044] 對於本領域技術人員來說，本發明落在權利要求範圍內的其它變體是明顯的。
【權利要求】
1. 用於潤滑機構（10)的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述兩種成分的潤滑脂包 包括第一成分（A)和第二成分（B)，所述第一成分（A)包括增稠劑，所述第二成分（B)包括 流體潤滑劑，其中所述兩種成分的潤滑脂通過將所述第一和第二成分（A和B)混合在一起 獲得。
2. 根據權利要求1所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述流體潤滑劑包括至 少以下一種：礦物油、合成油、蔬菜油、聚α-烯烴、酯、聚醚。
3. 根據權利要求1或2所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述增稠劑包括至少 以下一種：聚合增稠劑、聚烯烴、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二醇、聚烯烴苯酚、羊 毛脂、羊毛脂聚乙二醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油、離子皂類、尿素皂類、金屬有機皂類。
4. 根據前述權利要求的任一項所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述增稠劑 包括至少一種商分子量成分和至少一種低分子量成分。
5. 根據權利要求4所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，高分子成分量與低分子 量成分的比是1:40-1:5。
6. 根據權利要求4所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述增稠劑高分子量成 分和/或低分子量成分包括至少以下一種：聚合增稠劑、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚 乙二醇、聚烯烴苯酚、羊毛脂、羊毛脂聚乙二醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油。
7. 根據前述權利要求中的任一項所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述兩種 成分的潤滑脂包括以下添加劑的至少其中一種：增粘劑、彈性體、抗磨損添加劑、防腐蝕添 加劑、ΕΡ添加劑、抗氧化劑。
8. 根據前述權利要求中的任一項所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述機構 (10)是機器部件的至少一部分。
9. 根據前述權利要求中的任一項所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，所述機構 (10)是軸承部件的至少一部分。
10. 根據前述權利要求中的任一項所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，它包括 3-30%重量的增稠劑和60-97%重量的流體潤滑劑。
11. 根據權利要求7所述的兩種成分的潤滑脂包，其特徵在於，它包括0. 2-15%重量的 所述至少一種添加劑。
12. -種將潤滑脂施加到機構（10)的方法，其特徵在於，它包括將包括增稠劑的第一 成分㈧施加到所述機構（10)的步驟以及將包括流體潤滑劑的第二部分⑶施加到所述 機構（10)的步驟，從而通過混合第一和第二成分（Α和Β)獲得潤滑脂。
13. 根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，它包括在將所述機構（10)送到其操作 點之前將所述第一成分（Α)施加到所述機構（10)上的步驟。
14. 根據權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，它包括將所述第一成分（Α)和/ 或所述第二成分（Β)再次施用到所述機構（10)以再次潤滑所述機構（10)的步驟。
15. 根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，它包括將只有已被消耗的所述第一成 分（Α)的那部分（Α'）和/或所述第二成分（Β)的那部分（Β'）施加到所述機構（10)以再 次潤滑所述機構（10)的步驟。
16. 根據權利要求12至15中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述流體潤滑劑包括 至少以下一種：礦物油、合成油、蔬菜油、聚α-烯烴、酯、聚醚。
17. 根據權利要求12至16中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述增稠劑包括至少 以下一種：聚合增稠劑、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二醇、聚烯烴苯酚、羊毛脂、羊 毛脂聚乙二醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油、離子皂類、尿素皂類、金屬有機皂類。
18. 根據權利要求12至17中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述增稠劑包括至少 一種商分子量成分和至少一種低分子量成分。
19. 根據權利要求18所述的方法，其特徵在於，1?分子量成分與1?分子成分量與低分 子量成分的比是1:40-1:5。
20. 根據權利要求18或19所述的方法，其特徵在於，所述增稠劑高分子量成分和/或 所述低分子量成分包括至少以下一種：聚合增稠劑、聚丙烯、聚乙烯、聚亞烷基二醇、聚乙二 醇、聚烯烴苯酚、羊毛脂、羊毛脂聚乙二醇、聚氧乙烯羊毛脂、矽油。
21. 根據前述權利要求12至20中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述第一成分 (A)和/或所述第二成分（B)包括至少以下一種：增粘劑、彈性體、抗磨損添加劑、防腐蝕添 加劑、EP添加劑、抗氧化劑。
22. 根據前述權利要求12至21中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述潤滑脂包括 3-30 %重量的增稠劑和60-97 %重量的流體潤滑劑。
23. 根據前述權利要求12至22中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述潤滑脂包括 0. 2-15%重量的所述至少一種添加劑。
24. 根據前述權利要求12至23中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述機構（10)是 機器部件的至少一部分。
25. 根據前述權利要求12至24中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述機構（10)是 軸承部件的至少一部分。
【文檔編號】C10N50/10GK104204168SQ201280069149
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月17日 優先權日:2012年1月2日
【發明者】I.斯特蘭德爾, F.費德拉爾斯 申請人:Skf公司