一种辊压机脂的开发及应用

李勇+李栋+郭振俊+包锐

摘要：通过市场调研发现，榨糖机呈现不断增大的趋势，重载、大型化是榨糖机发展的一个主题。目前在市场上榨糖机械设备润滑产品的稠化剂主要采用复合锂基润滑脂，且基础油的黏度较大，产品的极压性能也较高。通过榨糖机脂的工况特点和用脂要求，开发重载高抗水榨糖机脂，通过极压性、抗磨性和抗水性等测试，初步得出此产品优于国内外同类产品性能。经现场试用，效果较好，完全满足榨糖机的要求。此产品可以提高润滑效率，同时降低不必要的损耗。另一方面，可以规范行业用脂，更好地服务于榨糖机行业。

关键词：重载；高抗水；润滑脂

中图分类号：TE626.4 文献标识码：A

0 引言

广西是我国第一产糖大省，广西糖料甘蔗种植面积占全国糖料种植总面积的50%以上，每年产蔗糖超过700万t，占全国蔗糖总产量的60%以上。制糖产业成为了广西的重要支柱产业之一。2008年1月广西自治区发布通知，要求进一步加强制糖企业污染防治工作，全区制糖企业清洁生产水平必须达到中华人民共和国环境保护行业标准《清洁生产标准甘蔗制糖业》二级技术以上要求，污染物排放要达到国家、地方排放标准及总量控制的要求。

目前很多糖厂的设备越来越先进，对榨糖机脂的质量要求也越来越高，低流失量、高极压抗磨性、低污染是大部分糖厂普遍要求。另一方面，在整个糖厂的生产环境中，尤以压榨提汁过程的条件最为恶劣， 那里设备多、噪声大、尘埃多和湿度大。一条压榨生产线需要5～10 人分布在生产线上的五六个点，对现场设备进行操作、巡视和记录。因此，从保护劳动者，提高生产效率出发，实现对压榨生产线的集中润滑控制是非常必要的。合理布局润滑管线，合理选用润滑脂，延长注脂周期，从而降低污水排放，达到环保要求，同时保护辊轴，降低磨损，延长使用寿命。

1 压榨车间工作特点以及对润滑脂的性能要求

1.1 设备概况

国内大中型甘蔗糖厂包括小型糖厂大多采用三辊式压榨机提汁。整个流程如下：

甘蔗破碎 →甘蔗压榨→ 糖汁澄清→ 五效真空蒸发系统→ 煮糖→ 助晶和分蜜→ 成品糖的包装→ 糖厂的综合利用

糖厂均已配备功能完善的压榨间。此部分由5套串行压榨机组成，每套由4个压榨辊组成，通过调整间隙，使其从5组压榨出的榨汁达到一定的浓度。整个压榨生产线流程如图1。

1.2 压榨机械设备对润滑脂的性能要求

根据榨糖机械的特点，对润滑油脂提出如下要求：

（1）需要润滑脂有优良的极压抗磨性能。设备大型化和设备的自动化程度提高都需要润滑脂具有优良的极压抗磨性能，以提高设备操作的稳定性和可靠性。

（2）榨糖用润滑脂的润滑方式为集中润滑和人工加脂。现在较先进的大型榨糖机械一般采用了集中润滑方式，但也有部分榨糖机仍然用人工加脂的方式润滑。随着集中润滑方式在榨糖机械上的广泛应用，对润滑脂低温流动性的要求会越来越高。

（3）榨糖机械设备工作时温度较高，这就要求润滑油脂有较好的热稳定性和抗氧化性。

（4）因为榨糖的恶劣环境，水分较多，润滑油脂难免受到这些杂质的污染，所以要求要有较好的抗水和抗腐蚀性能。

（5）榨糖设备工作的环境随着季节性和地域性温度变化很大，因此要求润滑油脂黏度随温度的变化要小，既要避免在温度高时油品黏度变化的太低，以致不能形成润滑膜，起不到应有的润滑作用，又要避免在温度低时黏度太高，影响启动和运转。

目前，国内外市场上使用的通用榨糖机脂主要以极压锂基润滑脂、复合锂基润滑脂和二硫化钼复合锂基润滑脂系列为主，品牌主要包括昆仑、长城、嘉实多和壳牌等。由设备工况并结合国内外产品的使用情况，可以看出：榨糖机械设备对润滑脂的要求是高极压抗磨性、良好的耐温性和良好的黏附性等，其润滑产品向高黏度的极压复合锂型润滑脂产品发展。

2 压榨机脂的研制开发

笔者对榨糖机械用脂市场进行了大量的调研，同时对现有的国内外主要产品进行了分析测试，其主要性能测试数据见表1。

2.1 稠化剂的选择

稠化剂决定着润滑脂高温性、抗水性和长寿命等性能，其特殊的纤维网状结构在润滑脂中起到吸附固定润滑油的作用。复合锂型、复合锂钙脂滴点一般大于260 ℃，使用温度可达180 ℃，具有良好的抗水性、机械安定性，使用寿命长。榨糖设备的主要润滑要求有较高的负荷要求，要求润滑脂具备优异的高温性能、良好的极压抗磨性能、极强的黏附性，根据榨糖设备对润滑脂的性能要求，结合我国原材料情况和产品性价比，确定以复合型皂作为重负荷榨糖用润滑脂的稠化剂，对比复合锂皂和复合锂钙皂的综合性能后，选择抗水性能和性价比好的特殊复合锂钙皂作为稠化剂。

2.2 基础油的选择

润滑脂基础油一般占85%左右，基础油性能的优劣在一定程度上决定了润滑脂的性能。润滑脂的润滑性能、高低温性能、钢网分油、蒸发损失、氧化安定性等多种性能都与润滑基础油的性能相关。选择黏度较大的基础油有利于提高润滑脂的润滑和抗磨能力，根据榨糖设备结构润滑特点，选用高黏度基础油混配油作为基础油。

2.3 添加剂的选择

根据对油脂的使用性能要求，在润滑脂中加入一些添加剂，可提高和改善润滑脂的某些特性和赋予润滑脂新的特性，提高润滑脂使用性能，延长使用寿命。

榨糖机用脂要求研制的润滑脂应具有良好的抗水性和极压抗磨性。因此，选择合适的添加剂是研制润滑脂的技术关键之一。

（1）极压抗磨添加剂

轴承在苛刻的工况条件下使用，为提高其承载能力、防止擦伤和降低磨损，必须在润滑脂中加入极压抗磨剂。润滑脂中加入极压抗磨剂后，添加剂中的极性分子在高压或一定的温度下，在摩擦表面上生成物理吸附膜或化学反应膜，才能在中等负荷条件下，使运动部件不发生明显磨损或擦伤，在高负荷条件下不发生烧结。

本文研制的润滑脂拟采用硫-磷型复合极压抗磨剂，并加入一定量的固体添加剂成分，这类添加剂有着非常优秀的抗磨性和抗烧结性能，可有效地提高承载能力，使摩擦部位在高压高负荷情况下有较好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖机的环境恶劣，水分较多，润滑油脂难免受到这些杂质的污染，所以要求要有较好的抗水、防锈和抗腐蚀性能。润滑脂与水相的有效分离，一种最简单的有效方法是采用抗水剂，消除乳化，形成具有一定强度的乳化界面，达到两相分离。然而不同的抗水剂对润滑脂破乳能力是不同的，抗水剂的性能直接影响两相分离效果。

本文通过加入抗水剂，黏结分散二元酸和一元有机酸复合皂形成空间网状结构，增强润滑脂的结构，提高其物理性能，从而解决此类复合锂基润滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺点，发挥其高的黏附性和抗水能力强的优势。

2.4 主要性能指标对比

通过上述基础油、稠化剂、添加剂及其成脂工艺等专项研究和考察，确定了榨糖机脂的配方和工艺。在试验室评价小样的基础上，进行了放大生产，其产品标准以及评定结果的典型数据与国内外同类典型润滑脂的对比见表2。

此压榨机脂满足压榨轴瓦的用脂性能指标，生产工艺稳定，质量达到国外市场占有率较高的同类产品水平，同时比国内同类产品的极压性高，值得注意的是，抗水性能明显优于国内外的同类产品。

2.5 榨糖机脂的市场应用情况

以500 mm×490 mm压榨轴套类型榨糖机脂半年的试验为例，研制产品与国际领先特种润滑脂品牌同类产品对比，在经过采样分析过程中，对试验点进行了大量的数据分析，以下为各润滑点油品监控分析结果：

（1）使用后润滑脂的稠度变化情况

图2为使用后润滑脂的锥入度变化，4个柱状图均表示取样结果，原脂稠度为270/60次，其余为在线取得的4个样品。润滑脂稠度衡量润滑脂受轴承低速重载剪切后结构的稳定性，通过4个样品结果分析，稠度最大的变化为2.5%，处于理想水平，与进口产品3%相当。

（2）极压、抗磨性能变化

极压、抗磨性能是润滑脂使用在低速、重载轴套中的必要条件，极压、抗磨性能受杂质的影响会有一定程度的降低，从指标数据表3来看，变化值与进口产品相当。

（3）轴瓦的在线温度监控方面，使用研制产品，轴瓦温度均保持在25～36 ℃的可控范围内，与进口产品相当，满足了轴套的润滑要求。

经客户反映，以前使用的产品由于在恶劣的环境下润滑脂乳化流失严重，对设备损耗较严重，影响生产，因此急切希望能够寻找到同类高性能的榨糖机脂。研制的产品经过一个榨季的试用，客户比较满意。此榨糖机脂能够延长用脂时间，黏附性好、抗水性优越和极压性能突出。

3 结论

通过榨糖机脂的工况特点和用脂要求，开发重载高抗水榨糖脂，通过极压性、抗磨性和抗水性等测试，表明研制产品优于国内外同类产品性能，能够满足国内外榨糖机多水、重负荷的工况要求，经客户使用效果比较满意。针对设备特点开发的专用产品可以提高润滑效率，降低不必要的损耗，规范行业用脂，更好地服务于榨糖等行业。

参考文献：

[1] 朱廷彬.润滑脂技术大全[M].北京：中国石化出版社，2005.

[2] 张澄清，李庆德.润滑脂生产[M].北京：烃加工出版社，1986.

本文研制的润滑脂拟采用硫-磷型复合极压抗磨剂，并加入一定量的固体添加剂成分，这类添加剂有着非常优秀的抗磨性和抗烧结性能，可有效地提高承载能力，使摩擦部位在高压高负荷情况下有较好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖机的环境恶劣，水分较多，润滑油脂难免受到这些杂质的污染，所以要求要有较好的抗水、防锈和抗腐蚀性能。润滑脂与水相的有效分离，一种最简单的有效方法是采用抗水剂，消除乳化，形成具有一定强度的乳化界面，达到两相分离。然而不同的抗水剂对润滑脂破乳能力是不同的，抗水剂的性能直接影响两相分离效果。

本文通过加入抗水剂，黏结分散二元酸和一元有机酸复合皂形成空间网状结构，增强润滑脂的结构，提高其物理性能，从而解决此类复合锂基润滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺点，发挥其高的黏附性和抗水能力强的优势。

2.4 主要性能指标对比

通过上述基础油、稠化剂、添加剂及其成脂工艺等专项研究和考察，确定了榨糖机脂的配方和工艺。在试验室评价小样的基础上，进行了放大生产，其产品标准以及评定结果的典型数据与国内外同类典型润滑脂的对比见表2。

此压榨机脂满足压榨轴瓦的用脂性能指标，生产工艺稳定，质量达到国外市场占有率较高的同类产品水平，同时比国内同类产品的极压性高，值得注意的是，抗水性能明显优于国内外的同类产品。

2.5 榨糖机脂的市场应用情况

以500 mm×490 mm压榨轴套类型榨糖机脂半年的试验为例，研制产品与国际领先特种润滑脂品牌同类产品对比，在经过采样分析过程中，对试验点进行了大量的数据分析，以下为各润滑点油品监控分析结果：

（1）使用后润滑脂的稠度变化情况

图2为使用后润滑脂的锥入度变化，4个柱状图均表示取样结果，原脂稠度为270/60次，其余为在线取得的4个样品。润滑脂稠度衡量润滑脂受轴承低速重载剪切后结构的稳定性，通过4个样品结果分析，稠度最大的变化为2.5%，处于理想水平，与进口产品3%相当。

（2）极压、抗磨性能变化

极压、抗磨性能是润滑脂使用在低速、重载轴套中的必要条件，极压、抗磨性能受杂质的影响会有一定程度的降低，从指标数据表3来看，变化值与进口产品相当。

（3）轴瓦的在线温度监控方面，使用研制产品，轴瓦温度均保持在25～36 ℃的可控范围内，与进口产品相当，满足了轴套的润滑要求。

经客户反映，以前使用的产品由于在恶劣的环境下润滑脂乳化流失严重，对设备损耗较严重，影响生产，因此急切希望能够寻找到同类高性能的榨糖机脂。研制的产品经过一个榨季的试用，客户比较满意。此榨糖机脂能够延长用脂时间，黏附性好、抗水性优越和极压性能突出。

3 结论

通过榨糖机脂的工况特点和用脂要求，开发重载高抗水榨糖脂，通过极压性、抗磨性和抗水性等测试，表明研制产品优于国内外同类产品性能，能够满足国内外榨糖机多水、重负荷的工况要求，经客户使用效果比较满意。针对设备特点开发的专用产品可以提高润滑效率，降低不必要的损耗，规范行业用脂，更好地服务于榨糖等行业。

参考文献：

[1] 朱廷彬.润滑脂技术大全[M].北京：中国石化出版社，2005.

[2] 张澄清，李庆德.润滑脂生产[M].北京：烃加工出版社，1986.

本文研制的润滑脂拟采用硫-磷型复合极压抗磨剂，并加入一定量的固体添加剂成分，这类添加剂有着非常优秀的抗磨性和抗烧结性能，可有效地提高承载能力，使摩擦部位在高压高负荷情况下有较好的使用性能。

（2）抗水性

榨糖机的环境恶劣，水分较多，润滑油脂难免受到这些杂质的污染，所以要求要有较好的抗水、防锈和抗腐蚀性能。润滑脂与水相的有效分离，一种最简单的有效方法是采用抗水剂，消除乳化，形成具有一定强度的乳化界面，达到两相分离。然而不同的抗水剂对润滑脂破乳能力是不同的，抗水剂的性能直接影响两相分离效果。

本文通过加入抗水剂，黏结分散二元酸和一元有机酸复合皂形成空间网状结构，增强润滑脂的结构，提高其物理性能，从而解决此类复合锂基润滑脂黏附性差和抗水能力弱的缺点，发挥其高的黏附性和抗水能力强的优势。

2.4 主要性能指标对比

通过上述基础油、稠化剂、添加剂及其成脂工艺等专项研究和考察，确定了榨糖机脂的配方和工艺。在试验室评价小样的基础上，进行了放大生产，其产品标准以及评定结果的典型数据与国内外同类典型润滑脂的对比见表2。

此压榨机脂满足压榨轴瓦的用脂性能指标，生产工艺稳定，质量达到国外市场占有率较高的同类产品水平，同时比国内同类产品的极压性高，值得注意的是，抗水性能明显优于国内外的同类产品。

2.5 榨糖机脂的市场应用情况

以500 mm×490 mm压榨轴套类型榨糖机脂半年的试验为例，研制产品与国际领先特种润滑脂品牌同类产品对比，在经过采样分析过程中，对试验点进行了大量的数据分析，以下为各润滑点油品监控分析结果：

（1）使用后润滑脂的稠度变化情况

图2为使用后润滑脂的锥入度变化，4个柱状图均表示取样结果，原脂稠度为270/60次，其余为在线取得的4个样品。润滑脂稠度衡量润滑脂受轴承低速重载剪切后结构的稳定性，通过4个样品结果分析，稠度最大的变化为2.5%，处于理想水平，与进口产品3%相当。

（2）极压、抗磨性能变化

极压、抗磨性能是润滑脂使用在低速、重载轴套中的必要条件，极压、抗磨性能受杂质的影响会有一定程度的降低，从指标数据表3来看，变化值与进口产品相当。

（3）轴瓦的在线温度监控方面，使用研制产品，轴瓦温度均保持在25～36 ℃的可控范围内，与进口产品相当，满足了轴套的润滑要求。

经客户反映，以前使用的产品由于在恶劣的环境下润滑脂乳化流失严重，对设备损耗较严重，影响生产，因此急切希望能够寻找到同类高性能的榨糖机脂。研制的产品经过一个榨季的试用，客户比较满意。此榨糖机脂能够延长用脂时间，黏附性好、抗水性优越和极压性能突出。

3 结论

通过榨糖机脂的工况特点和用脂要求，开发重载高抗水榨糖脂，通过极压性、抗磨性和抗水性等测试，表明研制产品优于国内外同类产品性能，能够满足国内外榨糖机多水、重负荷的工况要求，经客户使用效果比较满意。针对设备特点开发的专用产品可以提高润滑效率，降低不必要的损耗，规范行业用脂，更好地服务于榨糖等行业。

参考文献：

[1] 朱廷彬.润滑脂技术大全[M].北京：中国石化出版社，2005.

[2] 张澄清，李庆德.润滑脂生产[M].北京：烃加工出版社，1986.