氟素系列潤滑劑在紡織印染設備中的適用性研究
于永民,楊慶民
(中原工學院,河南鄭州 450007)
摘 要: 對氟素系列潤滑劑耐磨性能及承載性能進行了實驗分析,并在拉幅定型機、蒸化機、烘燥機、紡絲機、印花機、絲光機等紡織印染設備上對其潤滑性能和使用成本進行了應用研究.實驗結果表明,氟素系列潤滑劑四球磨耗傷痕小于0.37 mm2,承載性能大于4500 Lb,可降低設備維修成本、具有良好的使用性價比.
關 鍵 詞: 紡織行業;工作條件;潤滑劑;潤滑性能
中圖分類號: TQ050.46 文獻標識碼: A
對于紡織印染設備,由于行業特點,對密封性、防滴漏、防腐蝕性、高溫性能穩定性、防變性等要求相對較高.而常用的碳氫類潤滑劑如氯化三氟乙烯、氟硅類、二酯、礦物油等,在使用中普遍存在著穩定性差、滴漏、高溫結炭、使用壽命短等缺陷,增加了設備的保養、保修工作量,影響了設備效率的發揮,進而影響生產成本和產品競爭力.近年來,美國杜邦Krytox,意大利Fomblin、英國Millers等相繼研制出了特種氟素潤滑劑,其主要成分為全氟聚醚(PFPE)(也稱PFAE或PF-PAE).該聚合物(PFPE)完全飽和,且僅由碳、氟、氧元素組成,不含氫元素,分子結構穩定,其高溫性、耐火性、耐輻射性和耐化學性能特別優異[1],解決了一般潤滑劑存在的高溫和長效潤滑問題,因而在核工業、航天工業以及民用工業中獲得了廣泛應用[2,3].但是在紡織印染行業設備中卻應用較少,本文以美國杜邦Krytox氟素系列潤滑劑為例,對其耐磨性能及承載性能進行了實驗分析,并在紡織印染典型設備上,對其潤滑性能和使用成本進行了應用研究.
1 氟素潤滑劑的耐磨性能及承載性
能實驗
實驗選取Krytox氟素潤滑劑與氯化三氟乙烯、氟硅類、二酯、礦物油等常用的碳氫類潤滑劑,在四球摩擦試驗機(濟南益華摩擦學測試技術有限公司生產的MRS-10A)上,對各種潤滑劑的耐磨性能及承載性能進行了對比實驗,結果如表1.
表1 各種潤滑劑耐磨及承載性能比較表
潤滑劑種類 |
四球磨耗傷痕/mm2 |
耐溫耐壓試驗針及V型塊損耗負載Lb |
Krytox(全氟醚類) |
0.36 |
>4500 |
氯化三氟乙烯 |
0.37 |
>4 500 |
氟硅類 |
0.43 |
1150 |
二酯 |
0.61 |
2300 |
礦物油 |
0.69 |
1300 |
注:①在20 kgf/107℃,1200 r/mmin/60 min,52 100鋼對鋼;②在4500 Lb時下停止試驗.
由表1可知,在同等條件下,Krytox系列潤滑劑的耐磨與承載性能明顯優于其它種類的潤滑產品.
2 氟素潤滑劑的潤滑性能及壽命(成本)實驗
實驗選取幾種具有代表性的紡織印染機械,如拉幅定型機的圓錐齒輪箱、蒸汽機和干燥機軸承、印染機升降軸軸承、拉幅定型機的鏈條、齒輪箱、高速電機等,根據具體設備的不同技術要求,對Krytox系列潤滑劑的實際潤滑性能及壽命(成本)進行了實驗.
2.1 Krytox系列潤滑油
紡織機械軸承:設備正常工作對潤滑劑的技術要求為:①應用溫度204℃以下性能穩定;②耐腐蝕,不會溶解,化學性能呈惰性;③不產生滴油、結碳及沉積物,保護環境[4].
實驗選取Krytox GPL 225型號潤滑劑,在199℃,5000 r/min的工作條件下,連續使用24個月.
熱風機馬達軸承:設備正常工作對潤滑劑的技術要求為:①應用溫度288℃以下性能穩定;º②優質粘性能力,不會產生滴油現象,保護軸承;③含有二硫化鉬,增加馬達抗負載能力;④良好的絕緣能力;⑤使用壽命長,減少停機時間,降低維修費用,增加效益.
實驗選用KrytoxGPL217潤滑劑,在227℃高溫工作條件下運作,使用壽命8000 h.
2.2 Krytox系列潤滑脂
選用設備:拉幅定型機、蒸化機、烘燥機、紡絲機、印花機、絲光機.
設備正常工作對潤滑劑的技術要求為:①當溫度達到288℃時沒有化學分解,沒有結炭或沉積物;②絕對不會燃燒,沒有閃點,沒有自燃點;③良好的絕緣性能,比其它材料在受輻射時,更具穩定性;④對所有工業中使用的化學試劑都呈惰性;⑤極低的蒸發率,延長再潤滑時間,增加經濟效益[5].
實驗選用KrytoxGPL227型號潤滑脂.在288℃高溫工作條件下運作,實際使用已超過16000 h.
3 氟素潤滑劑的綜合性能分析
Krytox系列潤滑劑具有優異的潤滑性能,可以耐受低至-57℃( -70°F)到343℃(650°F)的工作溫度范圍,而在這樣惡劣的工作環境條件下,常規潤滑脂中的油劑就會分散出來,從而留下硬化的增稠劑,這樣就會對設備的軸承或齒輪造成損害,影響設備使用精度和效率[6];而Krytox系列潤滑劑卻能保持潤滑性能穩定,而不會對設備運行產生損害,即使在高溫條件下工作,Krytox系列潤滑劑正常減少時,剩下的增稠劑可以繼續起到潤滑作用、滿足潤滑技術要求.該類潤滑劑還具有使用安全、使用周期長、不可燃和化學穩定等優點[7].Krytox系列潤滑劑與碳氫化合物類的潤滑劑的壽命、成本和可靠性實際應用對比結果,如表2所示.
表2 壽命/成本/可靠性比較表
應用實例 |
一般碳氫化合物類的潤滑劑 |
Krytox潤滑劑 |
電機馬達(1750 r/min溫度227℃) |
5天 |
9個月 |
熱輥輪(5000 r/min溫度199℃) |
8個月 |
24個月 |
紡織機輥輪(轉速5400 r/min溫度225℃) |
1個月 |
24個月 |
由表2的實驗數據對比可明顯看出,krytox系列潤滑劑的使用壽命、成本和可靠性等方面的綜合潤滑性能,優于其它常用的一般碳氫化合物類的潤滑劑.
4 結 語
通過對氟素系列潤滑劑的耐磨性能及承載性能的實驗分析,以及在具體設備上的應用研究表明:
(1)氟素系列潤滑劑,能夠滿足紡織印染行業設備的使用要求,雖然價格較高,但減少維修時間,降低維修勞動強度,提高了設備利用率,因而可以大幅度地節約綜合生產成本,具有較好的性能價格比,在紡織行業值得推廣.
(2)為了滿足高檔織物的生產需要,以及隨著人們對生產環境的重視,氟素系列潤滑劑在紡織行業將會得到廣泛應用.
參考文獻:
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[4] 周炳榮.紡織機械[M].北京:中國紡織出版社,1999.
[5] 盛慧英.印染機械[M].北京:中國紡織出版社,1999.
[6] 夏青虹,武志強.基礎油組成對油品清凈性的影響研究[J].潤滑與密封,2005,(2):50 -54.
[7] 李 文,于 泰.液壓密封設計及生產工藝、密封技術與密封件檢測實驗、維護保養務實大全[M].吉林:吉林攝影出版社,2003.
以上資料來源《中原工學院學報》2005年8月第16卷第4期,由深圳優寶惠 m.kelloggmotorsports.com 整理提供!EUBO,提供全球領先潤滑解決方案!
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