一種輥壓機脂的開發及應用

李勇+李棟+郭振俊+包銳

摘要：通過市場調研發現，榨糖機呈現不斷增大的趨勢，重載、大型化是榨糖機發展的一個主題。目前在市場上榨糖機械設備潤滑產品的稠化劑主要采用復合鋰基潤滑脂，且基礎油的黏度較大，產品的極壓性能也較高。通過榨糖機脂的工況特點和用脂要求，開發重載高抗水榨糖機脂，通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試，初步得出此產品優于國內外同類產品性能。經現場試用，效果較好，完全滿足榨糖機的要求。此產品可以提高潤滑效率，同時降低不必要的損耗。另一方面，可以規范行業用脂，更好地服務于榨糖機行業。

關鍵詞：重載；高抗水；潤滑脂

中圖分類號：TE626.4 文獻標識碼：A

0 引言

廣西是我國第一產糖大省，廣西糖料甘蔗種植面積占全國糖料種植總面積的50%以上，每年產蔗糖超過700萬t，占全國蔗糖總產量的60%以上。制糖產業成為了廣西的重要支柱產業之一。2008年1月廣西自治區發布通知，要求進一步加強制糖企業污染防治工作，全區制糖企業清潔生產水平必須達到中華人民共和國環境保護行業標準《清潔生產標準甘蔗制糖業》二級技術以上要求，污染物排放要達到國家、地方排放標準及總量控制的要求。

目前很多糖廠的設備越來越先進，對榨糖機脂的質量要求也越來越高，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，在整個糖廠的生產環境中，尤以壓榨提汁過程的條件最為惡劣， 那里設備多、噪聲大、塵埃多和濕度大。一條壓榨生產線需要5～10 人分布在生產線上的五六個點，對現場設備進行操作、巡視和記錄。因此，從保護勞動者，提高生產效率出發，實現對壓榨生產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，達到環保要求，同時保護輥軸，降低磨損，延長使用壽命。

1 壓榨車間工作特點以及對潤滑脂的性能要求

1.1 設備概況

國內大中型甘蔗糖廠包括小型糖廠大多采用三輥式壓榨機提汁。整個流程如下：

甘蔗破碎 →甘蔗壓榨→ 糖汁澄清→ 五效真空蒸發系統→ 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套串行壓榨機組成，每套由4個壓榨輥組成，通過調整間隙，使其從5組壓榨出的榨汁達到一定的濃度。整個壓榨生產線流程如圖1。

1.2 壓榨機械設備對潤滑脂的性能要求

根據榨糖機械的特點，對潤滑油脂提出如下要求：

（1）需要潤滑脂有優良的極壓抗磨性能。設備大型化和設備的自動化程度提高都需要潤滑脂具有優良的極壓抗磨性能，以提高設備操作的穩定性和可靠性。

（2）榨糖用潤滑脂的潤滑方式為集中潤滑和人工加脂。現在較先進的大型榨糖機械一般采用了集中潤滑方式，但也有部分榨糖機仍然用人工加脂的方式潤滑。隨著集中潤滑方式在榨糖機械上的廣泛應用，對潤滑脂低溫流動性的要求會越來越高。

（3）榨糖機械設備工作時溫度較高，這就要求潤滑油脂有較好的熱穩定性和抗氧化性。

（4）因為榨糖的惡劣環境，水分較多，潤滑油脂難免受到這些雜質的污染，所以要求要有較好的抗水和抗腐蝕性能。

（5）榨糖設備工作的環境隨著季節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，影響啟動和運轉。

目前，國內外市場上使用的通用榨糖機脂主要以極壓鋰基潤滑脂、復合鋰基潤滑脂和二硫化鉬復合鋰基潤滑脂系列為主，品牌主要包括昆侖、長城、嘉實多和殼牌等。由設備工況并結合國內外產品的使用情況，可以看出：榨糖機械設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，其潤滑產品向高黏度的極壓復合鋰型潤滑脂產品發展。

2 壓榨機脂的研制開發

筆者對榨糖機械用脂市場進行了大量的調研，同時對現有的國內外主要產品進行了分析測試，其主要性能測試數據見表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，其特殊的纖維網狀結構在潤滑脂中起到吸附固定潤滑油的作用。復合鋰型、復合鋰鈣脂滴點一般大于260 ℃，使用溫度可達180 ℃，具有良好的抗水性、機械安定性，使用壽命長。榨糖設備的主要潤滑要求有較高的負荷要求，要求潤滑脂具備優異的高溫性能、良好的極壓抗磨性能、極強的黏附性，根據榨糖設備對潤滑脂的性能要求，結合我國原材料情況和產品性價比，確定以復合型皂作為重負荷榨糖用潤滑脂的稠化劑，對比復合鋰皂和復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合鋰鈣皂作為稠化劑。

2.2 基礎油的選擇

潤滑脂基礎油一般占85%左右，基礎油性能的優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、鋼網分油、蒸發損失、氧化安定性等多種性能都與潤滑基礎油的性能相關。選擇黏度較大的基礎油有利于提高潤滑脂的潤滑和抗磨能力，根據榨糖設備結構潤滑特點，選用高黏度基礎油混配油作為基礎油。

2.3 添加劑的選擇

根據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。

榨糖機用脂要求研制的潤滑脂應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關鍵之一。

（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反應膜，才能在中等負荷條件下，使運動部件不發生明顯磨損或擦傷，在高負荷條件下不發生燒結。

本文研制的潤滑脂擬采用硫-磷型復合極壓抗磨劑，并加入一定量的固體添加劑成分，這類添加劑有著非常優秀的抗磨性和抗燒結性能，可有效地提高承載能力，使摩擦部位在高壓高負荷情況下有較好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖機的環境惡劣，水分較多，潤滑油脂難免受到這些雜質的污染，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，形成具有一定強度的乳化界面，達到兩相分離。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，黏結分散二元酸和一元有機酸復合皂形成空間網狀結構，增強潤滑脂的結構，提高其物理性能，從而解決此類復合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點，發揮其高的黏附性和抗水能力強的優勢。

2.4 主要性能指標對比

通過上述基礎油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項研究和考察，確定了榨糖機脂的配方和工藝。在試驗室評價小樣的基礎上，進行了放大生產，其產品標準以及評定結果的典型數據與國內外同類典型潤滑脂的對比見表2。

此壓榨機脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標，生產工藝穩定，質量達到國外市場占有率較高的同類產品水平，同時比國內同類產品的極壓性高，值得注意的是，抗水性能明顯優于國內外的同類產品。

2.5 榨糖機脂的市場應用情況

以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機脂半年的試驗為例，研制產品與國際領先特種潤滑脂品牌同類產品對比，在經過采樣分析過程中，對試驗點進行了大量的數據分析，以下為各潤滑點油品監控分析結果：

（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構的穩定性，通過4個樣品結果分析，稠度最大的變化為2.5%，處于理想水平，與進口產品3%相當。

（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、抗磨性能受雜質的影響會有一定程度的降低，從指標數據表3來看，變化值與進口產品相當。

（3）軸瓦的在線溫度監控方面，使用研制產品，軸瓦溫度均保持在25～36 ℃的可控范圍內，與進口產品相當，滿足了軸套的潤滑要求。

經客戶反映，以前使用的產品由于在惡劣的環境下潤滑脂乳化流失嚴重，對設備損耗較嚴重，影響生產，因此急切希望能夠尋找到同類高性能的榨糖機脂。研制的產品經過一個榨季的試用，客戶比較滿意。此榨糖機脂能夠延長用脂時間，黏附性好、抗水性優越和極壓性能突出。

3 結論

通過榨糖機脂的工況特點和用脂要求，開發重載高抗水榨糖脂，通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試，表明研制產品優于國內外同類產品性能，能夠滿足國內外榨糖機多水、重負荷的工況要求，經客戶使用效果比較滿意。針對設備特點開發的專用產品可以提高潤滑效率，降低不必要的損耗，規范行業用脂，更好地服務于榨糖等行業。

參考文獻：

[1] 朱廷彬.潤滑脂技術大全[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2] 張澄清，李慶德.潤滑脂生產[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秀的抗磨性和抗燒結性能，可有效地提高承載能力，使摩擦部位在高壓高負荷情況下有較好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖機的環境惡劣，水分較多，潤滑油脂難免受到這些雜質的污染，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，形成具有一定強度的乳化界面，達到兩相分離。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，黏結分散二元酸和一元有機酸復合皂形成空間網狀結構，增強潤滑脂的結構，提高其物理性能，從而解決此類復合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點，發揮其高的黏附性和抗水能力強的優勢。

2.4 主要性能指標對比

通過上述基礎油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項研究和考察，確定了榨糖機脂的配方和工藝。在試驗室評價小樣的基礎上，進行了放大生產，其產品標準以及評定結果的典型數據與國內外同類典型潤滑脂的對比見表2。

此壓榨機脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標，生產工藝穩定，質量達到國外市場占有率較高的同類產品水平，同時比國內同類產品的極壓性高，值得注意的是，抗水性能明顯優于國內外的同類產品。

2.5 榨糖機脂的市場應用情況

以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機脂半年的試驗為例，研制產品與國際領先特種潤滑脂品牌同類產品對比，在經過采樣分析過程中，對試驗點進行了大量的數據分析，以下為各潤滑點油品監控分析結果：

（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構的穩定性，通過4個樣品結果分析，稠度最大的變化為2.5%，處于理想水平，與進口產品3%相當。

（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、抗磨性能受雜質的影響會有一定程度的降低，從指標數據表3來看，變化值與進口產品相當。

（3）軸瓦的在線溫度監控方面，使用研制產品，軸瓦溫度均保持在25～36 ℃的可控范圍內，與進口產品相當，滿足了軸套的潤滑要求。

經客戶反映，以前使用的產品由于在惡劣的環境下潤滑脂乳化流失嚴重，對設備損耗較嚴重，影響生產，因此急切希望能夠尋找到同類高性能的榨糖機脂。研制的產品經過一個榨季的試用，客戶比較滿意。此榨糖機脂能夠延長用脂時間，黏附性好、抗水性優越和極壓性能突出。

3 結論

通過榨糖機脂的工況特點和用脂要求，開發重載高抗水榨糖脂，通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試，表明研制產品優于國內外同類產品性能，能夠滿足國內外榨糖機多水、重負荷的工況要求，經客戶使用效果比較滿意。針對設備特點開發的專用產品可以提高潤滑效率，降低不必要的損耗，規范行業用脂，更好地服務于榨糖等行業。

參考文獻：

[1] 朱廷彬.潤滑脂技術大全[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2] 張澄清，李慶德.潤滑脂生產[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秀的抗磨性和抗燒結性能，可有效地提高承載能力，使摩擦部位在高壓高負荷情況下有較好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖機的環境惡劣，水分較多，潤滑油脂難免受到這些雜質的污染，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，形成具有一定強度的乳化界面，達到兩相分離。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，黏結分散二元酸和一元有機酸復合皂形成空間網狀結構，增強潤滑脂的結構，提高其物理性能，從而解決此類復合鋰基潤滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺點，發揮其高的黏附性和抗水能力強的優勢。

2.4 主要性能指標對比

通過上述基礎油、稠化劑、添加劑及其成脂工藝等專項研究和考察，確定了榨糖機脂的配方和工藝。在試驗室評價小樣的基礎上，進行了放大生產，其產品標準以及評定結果的典型數據與國內外同類典型潤滑脂的對比見表2。

此壓榨機脂滿足壓榨軸瓦的用脂性能指標，生產工藝穩定，質量達到國外市場占有率較高的同類產品水平，同時比國內同類產品的極壓性高，值得注意的是，抗水性能明顯優于國內外的同類產品。

2.5 榨糖機脂的市場應用情況

以500 mm×490 mm壓榨軸套類型榨糖機脂半年的試驗為例，研制產品與國際領先特種潤滑脂品牌同類產品對比，在經過采樣分析過程中，對試驗點進行了大量的數據分析，以下為各潤滑點油品監控分析結果：

（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構的穩定性，通過4個樣品結果分析，稠度最大的變化為2.5%，處于理想水平，與進口產品3%相當。

（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、抗磨性能受雜質的影響會有一定程度的降低，從指標數據表3來看，變化值與進口產品相當。

（3）軸瓦的在線溫度監控方面，使用研制產品，軸瓦溫度均保持在25～36 ℃的可控范圍內，與進口產品相當，滿足了軸套的潤滑要求。

經客戶反映，以前使用的產品由于在惡劣的環境下潤滑脂乳化流失嚴重，對設備損耗較嚴重，影響生產，因此急切希望能夠尋找到同類高性能的榨糖機脂。研制的產品經過一個榨季的試用，客戶比較滿意。此榨糖機脂能夠延長用脂時間，黏附性好、抗水性優越和極壓性能突出。

3 結論

通過榨糖機脂的工況特點和用脂要求，開發重載高抗水榨糖脂，通過極壓性、抗磨性和抗水性等測試，表明研制產品優于國內外同類產品性能，能夠滿足國內外榨糖機多水、重負荷的工況要求，經客戶使用效果比較滿意。針對設備特點開發的專用產品可以提高潤滑效率，降低不必要的損耗，規范行業用脂，更好地服務于榨糖等行業。

參考文獻：

[1] 朱廷彬.潤滑脂技術大全[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2] 張澄清，李慶德.潤滑脂生產[M].北京：烴加工出版社，1986.