一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺

技术领域

本发明涉及齿轮油生产设备技术领域，具体为一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺。

背景技术

齿轮油的发展经历了从一般应用到高极压抗磨要求，从定期换油到免维护的发展过程。齿轮油的功能发挥离不开添加剂和复配技术，普通工业齿轮油存在刺鼻性气味的缺陷，特别是在封闭或相对封闭的环境中使用时尤为如此，恶臭气味进一步加剧，令人难以忍受。长期在这种环境下工作，易对操作人员造成职业健康伤害，存在潜在致癌倾向。

现代高级齿轮油很多都是将硫系、磷系添加剂进行合理的复配来改善性能；其中硫化异丁烯的硫(包括活性硫)含量高，是常用的抗磨极压剂。

但是，活性硫的腐蚀性强，增加齿轮油的刺激性气味，是齿轮油产生刺鼻性气味的主要原因，另外传统的齿轮油生产用预处理装置，搅拌效果差，无法将基础油、稠化剂和添加剂进行快速均匀混合搅拌，从而降低了齿轮油的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的本发明涉及齿轮油生产设备技术领域，具体为一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺，所述环保低气味工业齿轮油的制备工艺包括：

过滤机构；

搅拌机构，所述搅拌机构与搅拌机构固定连接，所述搅拌机构包括搅拌筒，所述搅拌筒的内部设有传动轴，所述传动轴的外壁上设有三对支撑板一和支撑板二，所述传动轴的外壁上设有环形齿盘和固定板，每对所述支撑板一和支撑板二的内侧均设有一对转轴和异型齿轮盘，每个所述转轴的外壁上均固定套接有若干个均匀分布的转盘。

优选的，所述过滤机构包括过滤箱，所述过滤箱的一端设有支腿，所述过滤箱上端设有若干个均匀分布的固定柱，所述过滤箱的一侧设有排油管。

优选的，所述过滤箱上端中间侧壁设有下油管，所述过滤箱通过下油管与搅拌筒下侧壁固定连接，所述搅拌筒上端固定连接有电机和进料管，所述电机的输出端竖向贯穿搅拌筒侧壁与传动轴一端通过联轴器固定连接。

优选的，三对所述支撑板一和支撑板二在传动轴外壁上呈圆周阵列分布，每对所述支撑板一和支撑板二远离传动轴的一端均固定连接有支撑杆，所述支撑杆呈半圆柱形，每对所述支撑板一和支撑板二靠近传动轴一端相对侧壁上均设有固定座。

优选的，每个所述转轴的一端均与相应支撑杆远离搅拌筒内壁的一端转动连接，所述转轴另一端贯穿固定座侧壁与异型齿轮盘固定连接，每对所述转轴和异型齿轮盘关于支撑杆中心对称分布。

优选的，每个所述转盘的外壁上阵列分布有若干个轴承座，所述轴承座一端转动连接有转动柱，所述转动柱的外壁上固定连接有若干个均匀分布的搅拌叶片。

优选的，所述环形齿盘和固定板均设有两个，两个所述固定板均固定套接在传动轴位于支撑板一和支撑板二之间的外壁上，两个所述固定板相背一端的侧壁上分别与两个环形齿盘固定连接，所述环形齿盘与相应的异型齿轮盘之间啮合连接。

如上述所述的环保低气味工业齿轮油的制备工艺，包括以下原料组成：水溶性聚醚+低硫复合剂+补强剂；

各原料配比含量为：水溶性聚醚含量90%-99%；

抗磨剂含量0.3%-1.5%；

抗氧剂含量0.05%-1.0%；

抗乳化剂含量1ppm-100ppm；

抗氧剂含量0.2%-0.7%；

补强剂含量0.1-1.5%；

消泡剂含量1-100ppm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所用材料环保可完全降解；用作齿轮油不会产生油泥，清净性能优异；主要原因是聚醚类基础油本身属于环境友好型材料，易挥发且挥发后无残留；

本发明所用添加剂含硫量低，产成品臭味轻；齿轮油臭味主要来源于极压抗磨剂中的活性硫成分，释放硫化氢气体，高温下更明显；

本发明通过启动电机通过传动轴带动搅拌筒内部的支撑板一、支撑板二以及支撑杆进行转动，与此同时传动轴带动固定板和环形齿盘转动，进而通过固定座和异型齿轮盘的作用带动转轴和转盘转动，在转动和搅拌叶片与原料接触的同时由于传动轴和转轴的转动进而通过轴承座带动转动转动，从而对原料进行快速均匀搅拌，并提高搅拌效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明搅拌结构示意图；

图3为本发明图2中A处的结构放大示意图；

图4为本发明传动轴结构示意图；

图5为本发明支撑组件结构示意图。

图中：1、过滤机构；101、固定柱；102、下油管；103、过滤箱；104、排油管；105、支腿；2、搅拌机构；201、电机；202、进料管；203、搅拌筒；204、传动轴；205、支撑杆；206、环形齿盘；207、固定板；208、转轴；209、固定座；210、异型齿轮盘；211、转动柱；212、搅拌叶片；213、支撑板一；214、轴承座；215、转盘；216、支撑板二。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

实施例

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种环保低气味工业齿轮油的制备工艺，环保低气味工业齿轮油的制备工艺包括：

过滤机构1；过滤机构1包括过滤箱103，过滤箱103的一端设有支腿105，过滤箱103上端设有若干个均匀分布的固定柱101，过滤箱103的一侧设有排油管104；过滤箱103上端中间侧壁设有下油管102，过滤箱103通过下油管102与搅拌筒203下侧壁固定连接，搅拌筒203上端固定连接有电机201和进料管202，电机201的输出端竖向贯穿搅拌筒203侧壁与传动轴204一端通过联轴器固定连接；

搅拌机构2，搅拌机构2与搅拌机构2固定连接，搅拌机构2包括搅拌筒203，搅拌筒203的内部设有传动轴204，传动轴204的外壁上设有三对支撑板一213和支撑板二216，传动轴204的外壁上设有环形齿盘206和固定板207，每对支撑板一213和支撑板二216的内侧均设有一对转轴208和异型齿轮盘210，每个转轴208的外壁上均固定套接有若干个均匀分布的转盘215；三对支撑板一213和支撑板二216在传动轴204外壁上呈圆周阵列分布，每对支撑板一213和支撑板二216远离传动轴204的一端均固定连接有支撑杆205，支撑杆205呈半圆柱形，每对支撑板一213和支撑板二216靠近传动轴204一端相对侧壁上均设有固定座209；每个转轴208的一端均与相应支撑杆205远离搅拌筒203内壁的一端转动连接，转轴208另一端贯穿固定座209侧壁与异型齿轮盘210固定连接，每对转轴208和异型齿轮盘210关于支撑杆205中心对称分布；每个转盘215的外壁上阵列分布有若干个轴承座214，轴承座214一端转动连接有转动柱211，转动柱211的外壁上固定连接有若干个均匀分布的搅拌叶片212；环形齿盘206和固定板207均设有两个，两个固定板207均固定套接在传动轴204位于支撑板一213和支撑板二216之间的外壁上，两个固定板207相背一端的侧壁上分别与两个环形齿盘206固定连接，环形齿盘206与相应的异型齿轮盘210之间啮合连接。

如上述的环保低气味工业齿轮油的制备工艺，其特征在于，包括以下原料组成：水溶性聚醚+低硫复合剂+补强剂；

各原料配比含量为：水溶性聚醚含量90%-99%；

抗磨剂含量0.3%-1.5%；

抗氧剂含量0.05%-1.0%；

抗乳化剂含量1ppm-100ppm；

抗氧剂含量0.2%-0.7%；

补强剂含量0.1-1.5%；

消泡剂含量1-100ppm。

实施例二：

1、具体方法方案：

聚醚液体具有许多优良的性能，其中包括良好的润滑性能，高闪点和高粘度指数，低挥发度和低倾点，对金属和橡胶的腐蚀作用很小，在高温下使用，所生成的氧化产物完全溶解于液体中，或者完全挥发掉，设备中不留沉积物；聚醚的这些特点为实际应用开辟了广阔的前景，目前聚醚已成功应用在高温润滑油、齿轮油、压缩机油、抗燃液压液等方面，本文涉及的环保低气味齿轮油基础油原料主要来源于聚醚基础油；

在确定了聚醚液体符合预期基础油指标后，为进一步强化基础油体系润滑性，本文尝试在聚醚液体中加入一定量的合成酯，在实验室条件下将两种液体加热搅拌30min后，形成清澈透明的基础油体系，聚醚分子中环氧烷含量影响聚醚溶解性，因此需要对初步形成的基础油混合体系，做稳定性观察，具体为将得到的基础油体系放置在烧杯中，进行封口处理，放置在阴凉的室内环境中，室内环境温度约20-25℃；

静置七天后，留样出现微浑，留样表现出现较小的油花，随着留样时长的增加，留样外观浑浊度逐渐增加，表面油花逐渐扩大，直至连成片；将外观浑浊的留样，重新加热搅拌留样会恢复清澈透明；

进一步的降低合成酯添加量，设置合成酯浓度梯度0.5%、1%、2%、3%，静置观察，基础油体系留样仍会变浑浊，说明该酯类物质在聚醚液体中溶解性非常差，该聚醚基础油体系中不适宜加入酯类物质，因此基础油体系中仅含聚醚液体。

现代高级齿轮油很多都是将硫系添加剂和磷系添加剂进行合理的复配来改善性能，其中硫化异丁烯的硫(包括活性硫)含量高，是常用的抗磨极压剂，但活性硫的腐蚀性强，增加齿轮油的刺激性气味，是齿轮油产生刺鼻性气味的主要原因，因此本文在极压抗磨剂的选择上优选一种低硫份的硫-磷系添加剂作为主要的齿轮油专用剂使用，其主要指标性能如下：

专用剂主要指标性能数据

常见的工业闭式齿轮油复合剂因确保具有足够的极压能力，往往添加有大量的硫份，以某国外进口品牌的高效齿轮油复合剂为例，该复合剂中磷含量为0.5%，硫含量高达23%，同等加剂量下是本文添加剂硫含量的4-5倍，且在实际添加过程中该国外进口高效齿轮油加剂量与本文所选添加剂加剂量相差不大。

依托聚醚基础油自身较好的抗磨润滑性，本文选用低硫份复合型专用剂，依然能起到较好的极压抗磨效果，但极压抗磨性能仍有进一步提升空间。

2、消泡剂选择：

常见的润滑油抗泡剂主要分为三类，分别为硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂和复合抗泡剂。

消泡剂A是一款含硅型添加剂，稀释剂为脂肪烃或芳香烃类溶剂，加剂量推荐10-100ppm。

过多的加剂量可能会导致润滑油外观浑浊，消泡剂B是40%的丙烯酸聚合物在石油溶剂中的溶液，具有不含硅，气味低的特点，加剂量推荐50-500ppm。

在聚醚工业齿轮油的研制过程中，本文尝试用消泡剂A+消泡剂B的组合方式强化产品消泡性能，具体方式为在聚醚基础油中添加15ppm的消泡剂A，同时添加50ppm的消泡剂B，在实验室条件下加热搅拌溶解可以得到无色澄清透明液体，室温静置观察一周后，样品出现浑浊现象且随时间的推移浑浊现象会越发明显，说明至少有一种消泡剂在该体系中溶解性较差。

为探究不同消泡剂的溶解性，在聚醚基础油中分别加入含硅消泡剂A、非硅消泡剂B以及消泡剂A+B的组合物，同步置于室温观察稳定性，一周后三种方案稳定性表现出较大差异，结果见下表：

不同消泡剂在聚醚基础油中的稳定性情况

含硅消泡剂A和消泡剂A+B组合物，在稳定性观察期间现象表现一致，可以得出稀释剂为脂肪烃或芳香烃类溶剂的含硅消泡剂在聚醚基础油体系中溶解稳定性较差，所以聚醚基础油中可以使用稀释剂为40%的丙烯酸聚合物在石油溶剂中的溶液的非硅类消泡剂。

3、补强剂选择：

工业齿轮油产品对极压抗磨性能要求较高，GB/T5903-2011工业闭式齿轮油标准中要求L-CKD系列产品烧结负荷（PD）不小于2450N；为进一步提高合成醚型工业齿轮油的极压性能，在配方设计过程中聚醚基础油体系除添加一定量的复合剂外，还需添加一定量的极压抗磨剂，本文选取一种二羟基二硫代磷酸盐衍生物作为极压抗磨性能补强剂，主要指标如下：

某极压抗磨剂主要指标

实施例三：

在反应温度为20~50℃，可提供20~50范围外的反应温度对应的试验方案：

方案1： 方案2：

特种聚醚220# 67% 特种聚醚320# 97.3%

特种聚醚460# 30.3% _

抗磨剂 含量0.3%-1.5% 抗磨剂 含量0.3%-1.5%

抗氧剂 含量0.05%-1.0%抗氧剂 含量0.05%-1.0%

抗乳化剂 含量1ppm-100ppm 抗乳化剂 含量1ppm-100ppm

补强剂 1%补强剂 1%

抗氧剂 0.7%抗氧剂 0.7%

非硅消泡剂 50ppm 非硅消泡剂 50ppm

方案1和方案2添加剂一致，但聚醚基础油体系不同，方案1中特种聚醚220#和特种聚醚460#复合而成特种聚醚320#，方案中直接用特种聚醚320#，两者常规数据基本一致，但油泥量方案1是方案2的10倍数以上；二者气味等级均为1级。

方案3： 方案4

特种聚醚320# 97.3% 特种聚醚320# 97.3%

齿轮油复合剂 0.6%低硫专用剂 1%

-抗磨剂 含量0.3%-1.5%

-抗氧剂 含量0.05%-1.0%

-抗乳化剂 含量1ppm-100ppm

补强剂 1%补强剂 1%

抗氧剂 0.7%-

非硅消泡剂 50ppm 非硅消泡剂 50ppm

方案3中用常规齿轮油复合剂取代方案2中的低硫专用剂，并降低含量，得到的产品常规数据基本一致，但气味等级达5级，气味难以忍受。

相较于方案，方案4中取掉抗氧剂，产品寿命变短，同时气味等级提升1个等级。

实际使用时，通过进料管202将原料加入到搅拌筒203的内部，之后启动电机201通过传动轴204带动搅拌筒203内部的支撑板一213、支撑板二216以及支撑杆205进行转动，与此同时传动轴204带动固定板207和环形齿盘206转动，进而通过固定座209和异型齿轮盘210的作用带动转轴208和转盘215转动，在转动211和搅拌叶片212与原料接触的同时由于传动轴204和转轴208的转动进而通过轴承座214带动转动211转动，此外通过半圆柱形的支撑杆205可有效增加搅拌时原料的流动性，从而实现对原料进行快速均匀搅拌，并提高搅拌效果，最终将搅拌后的原料通过下油管102排放到过滤箱103进行过滤，最终从排油管104中排出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。