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含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承及其制备方法

含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承及其制备方法

IPC分类号 : F16C33/00,C10M129/44,C10M133/16,C10M133/20,C10M169/04,C10N40/02,C10N30/06

申请号
CN201910072115.4
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2019-01-25
  • 公开号: 109667835B
  • 公开日: 2019-04-23
  • 主分类号: F16C33/00
  • 专利权人: 中国科学院兰州化学物理研究所

专利摘要

本发明提供了一系列含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承,包括多孔质轴承基体和灌注在所述多孔质轴承基体孔隙中的超分子凝胶润滑剂;所述超分子凝胶润滑剂由凝胶因子和基础润滑剂制备得到。本发明利用超分子凝胶润滑剂代替含油轴承中的传统润滑剂。超分子凝胶润滑剂在摩擦热的作用下,由凝胶态转变为液体,从轴承的孔隙中渗出,起到自润滑作用,且在液体状态下大大提高基础润滑剂的粘度,减少高速运转时含油轴承甩油现象的发生;摩擦结束后,凝胶润滑剂又能再次冷凝并储存在含油轴承的微孔中,从而可以有效的减少泄露或挥发等带来的损失,提高含油轴承的存油能力。这种新型自润滑含油轴承有望作为某些特殊的润滑部件应用。

权利要求

1.一种含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承,其特征在于,包括多孔质轴承基体和灌注在所述多孔质轴承基体孔隙中的超分子凝胶润滑剂;

所述超分子凝胶润滑剂由超分子凝胶因子和基础润滑剂制备得到,所述超分子凝胶因子为十二羟基硬脂酸。

2.根据权利要求1所述的自润滑含油轴承,其特征在于,所述超分子凝胶因子的质量为所述超分子凝胶润滑剂总质量的1~10%。

3.根据权利要求1所述的自润滑含油轴承,其特征在于,所述基础润滑剂包括液体石蜡、聚烯烃、矿物油、聚乙二醇、多烷基环戊烷、双脂类油和全合成油中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的自润滑含油轴承,其特征在于,所述多孔质轴承基体为多孔金属基轴承或多孔聚合物轴承。

5.权利要求1~4任意一项所述自润滑含油轴承的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将超分子凝胶因子在基础润滑剂中加热搅拌使其混合均匀至完全溶解;

(2)在真空条件下,将多孔质轴承基体浸泡在液态超分子凝胶润滑剂中,使液体凝胶润滑剂浸入到轴承孔隙中;然后,自然冷却至室温即得到含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中加热的温度为60~150℃,时间为5~20min。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中真空条件的真空度≥0.08MPa。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中浸泡的温度为80~150℃,时间为2~3h。

9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述浸泡前还包括:将所述多孔质轴承基体依次进行抛光、清洗和干燥。

说明书

技术领域

本发明涉及润滑技术领域,特别涉及一系列含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承及其制备方法。

背景技术

轴承是传动的基础,是机械行业不可缺少的元件。目前应用最多的是含油轴承(多孔质轴承),含油轴承是一种无需从外部给油即可使用的自润滑材料。含油轴承主要包括粉末冶金含油轴承和聚合物含油轴承两大类,在制造过程中可自由调节孔隙的数量、大小、形状及分布。

随着科技的飞速发展,含油轴承方面也在不断发展、不断进步,目前的含油轴承具有成本低、噪声小、导热率高、工作寿命长、高的防腐蚀性能和优异的力学性能等优点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子设备、办公器械和精密机械等领域。

但是现在市场上的一些含油轴承在高速运转时,轴承中的润滑油的粘度随之下降,粘度过低导致润滑油会被大量甩出。润滑油的大量损失,一方面造成轴承的摩擦磨损,大大减少了轴承的使用寿命,另一方面润滑油被甩出或飞溅到零部件上,可能会与之发生反应,导致该零件出现硬化、膨胀、软化等问题,也会造成污染。

发明内容

有鉴于此,本发明目的在于提供一种含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承及其制备方法。本发明提供的自润滑含油轴承抗磨减磨性能好,润滑剂损失小,储油能力强。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

一种含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承,包括多孔质轴承基体和灌注在所述多孔质轴承基体孔隙中的超分子凝胶润滑剂;

所述超分子凝胶润滑剂由超分子凝胶因子和基础润滑剂制备得到,所述超分子凝胶因子为氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子、多羟基凝胶因子和十二羟基硬脂酸中的一种或几种;

所述氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子具有式I所示结构:

式I中,R为-H、-CH3、

所述多羟基凝胶因子具有式II所示结构:

优选的,所述超分子凝胶因子的质量为所述超分子凝胶润滑剂总质量的1~10%。

优选的,所述基础润滑剂包括液体石蜡、聚烯烃、矿物油、聚乙二醇、多烷基环戊烷、双脂类油和全合成油中的一种或几种。

优选的,所述多孔质轴承基体为多孔金属基轴承或多孔聚合物轴承。

本发明提供了上述方案所述自润滑含油轴承的制备方法,包括以下步骤:

(1)将超分子凝胶因子在基础润滑剂中加热搅拌使其混合均匀至完全溶解;

(2)在真空条件下,将多孔质轴承基体浸泡在液态超分子凝胶润滑剂中,使液体凝胶润滑剂浸入到轴承孔隙中;然后,自然冷却至室温即得到含浸凝胶润滑剂的的自润滑含油轴承。

优选的,所述步骤(1)中加热的温度为60~150℃,时间为5~20min。

优选的,所述步骤(2)中真空条件的真空度≥0.08MPa。

优选的,所述步骤(2)中浸泡的温度为80~150℃,时间为2~3h。

优选的,所述浸泡前还包括:将所述多孔质轴承基体依次进行抛光、清洗和干燥。

本发明提供了一种含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承,包括多孔质轴承基体和灌注在所述多孔质轴承基体孔隙中的超分子凝胶润滑剂;所述超分子凝胶润滑剂由超分子凝胶因子和基础润滑剂制备得到,所述超分子凝胶因子为氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子(LMWGs 1~5)、多羟基凝胶因子和十二羟基硬脂酸中的一种或几种。本发明利用超分子凝胶润滑剂代替含油轴承中的传统润滑剂,这种超分子凝胶润滑剂具有特殊的物理化学性能,在摩擦热的作用下,由凝胶态转变为液体,从而在摩擦过程中可以从轴承的微孔中渗出,起到自润滑作用,且在液体状态下大大提高基础润滑剂的粘度,减少在高速运转时含油轴承甩油现象的发生;摩擦结束后,超分子凝胶润滑剂又能再次冷凝并储存在含油轴承的微孔中,从而可以有效的减少甩油、泄露或挥发等带来的损失,大大改善了含油轴承的耐磨性和润滑性能,提高了含油轴承的存油能力。实施例结果表明,本发明提供的自润滑含油轴承和传统含油轴承相比,储油能力大大提高,且具有优异的抗磨减磨性能。

本发明提供了上述方案所述含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承的制备方法,本发明提供的制备方法步骤简单,容易操作。

附图说明

图1为实施例1和对比例1制备的铁基含油轴承在不同转速下的离心质量损失对比图;

图2为实施例1和对比例1制备的铁基含油轴承以及铁基轴承无油空白块的摩擦系数变化图;

图3为实施例4和对比例2制备的聚酰亚胺含油轴承以及聚酰亚胺轴承无油空白块的摩擦系数变化图。

具体实施方式

本发明提供了一种含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承,包括多孔质轴承基体和灌注在所述多孔质轴承基体孔隙中的超分子凝胶润滑剂;

所述超分子凝胶润滑剂由超分子凝胶因子和基础润滑剂制备得到,所述超分子凝胶因子为氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子、多羟基凝胶因子和十二羟基硬脂酸中的一种或几种。

在本发明中,所述氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子具有式I所示结构:

式I中,R为H、-CH3、

在本发明中,R为上述基团时,按照上述顺序,所述氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子依次记为LMWGs 1、LMWGs 2、LMWGs 3、LMWGs4和LMWGs5。

在本发明中,所述多羟基凝胶因子具有式II所示结构:

在本发明中,所述超分子凝胶因子的质量优选为所述超分子凝胶润滑剂总质量的1~10%,更优选为2~6%,进一步优选为2~4%。

在本发明中,所述基础润滑剂优选包括液体石蜡、聚烯烃、矿物油、聚乙二醇、多烷基环戊烷、双脂类油和合成油中的一种或几种;所述聚烯烃优选为PAO10和/或PAO40,所述矿物油优选包括500SN、150BS和150SN中的一种或几种;所述聚乙二醇优选为PEG 200和/或PEG400;所述多烷基环戊烷优选为MACS和/或Ultra S8;所述双脂类油优选为A51;所述全合成油优选包括HELIX v 30和/或10w-40。

在本发明中,所述多孔质轴承基体为多孔金属基轴承或多孔聚合物轴承;所述多孔金属基轴承优选为多孔铝基轴承、多孔铁基轴承或多孔铜基轴承;所述多孔聚合物轴承优选为多孔聚酰亚胺轴承或多孔聚四氟乙烯轴承;本发明所述的多孔质轴承基体为不含任何润滑剂的轴承空白块。本发明对所述多孔质轴承基体的尺寸以及孔径等没有特殊要求,使用本领域技术人员熟知的多孔质轴承基体即可。

本发明对所述超分子凝胶因子、基础润滑剂以及多孔质轴承基体的来源没有特殊要求,使用市售产品即可。

本发明提供了上述方案所述自润滑含油轴承的制备方法,包括以下步骤:

(1)将超分子凝胶因子在基础润滑剂中加热搅拌使其混合均匀至完全溶解;

(2)在真空条件下,将多孔质轴承基体浸泡在液态超分子凝胶润滑剂中,使液体凝胶润滑剂浸入到轴承孔隙中,然后自然冷却至室温即得到含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承。

本发明将超分子凝胶因子在基础润滑剂中加热搅拌使其混合均匀至完全溶解。在本发明中,所述加热的温度优选为60~150℃,时间优选为5~20min。

本发明在真空条件下将多孔质轴承基体浸泡在液态超分子凝胶润滑剂中。本发明优选在浸泡前将所述多孔质轴承基体依次进行抛光、清洗和干燥;本发明优选将所述多孔质轴承基体抛光至表面粗糙度为0.5μm左右;所述清洗用清洗剂优选为丙酮或石油醚;所述清洗优选为超声清洗;本发明对所述超声清洗的条件没有特殊要求,能够将轴承基体表面的杂质清洗干净即可;在本发明中,所述干燥的时间优选为24h。

在本发明中,所述真空条件的真空度优选为≥0.08MPa;所述浸泡的时间优选为2~3h,浸泡的温度为80~150℃(不同的凝胶因子的最佳温度不同,根据具体的凝胶因子确定浸泡温度);所述浸泡过程保持恒温状态,以使超分子凝胶润滑剂保持为液态;在本发明的具体实施例中,优选将制备的液体超分子凝胶润滑剂置于真空干燥箱中,保持温度不变,将所述多孔质轴承基体浸泡在液态超分子凝胶润滑剂中,然后抽真空即可;本发明的浸泡时间自真空度达到要求时开始计算。

浸泡完成后,等真空干燥箱自然冷却至室温,然后将轴承基体取出,用吸油纸擦去表面多余的凝胶,即可得到本发明的自润滑含油轴承。

本发明在真空条件下使液态凝胶润滑剂浸入轴承基体的孔隙中,在自然冷却过程中液态凝胶润滑剂恢复为凝胶态,即得到本发明的自润滑含油轴承。本发明提供的自润滑含油轴承在使用过程中,在摩擦热的作用下,孔隙内的超分子凝胶润滑剂由凝胶态转变为液体,起到自润滑作用,且液态超分子凝胶润滑剂粘度高,可以减少在高速运转时含油轴承甩油现象的发生;摩擦结束后,超分子凝胶润滑剂又能再次冷凝并储存在含油轴承的微孔中,从而可以有效的减少泄露或挥发等带来的损失,提高含油轴承的存油能力。

下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

凝胶因子为十二羟基硬脂酸,基础润滑剂为PAO10,轴承基体为多孔铁基轴承无油空白块,自润滑铁基含油轴承的制备步骤如下:

(1)将十二羟基硬脂酸与商业基础油PAO10搅拌加热,直到凝胶因子在基础油中完全溶解至透明,即可得到液态的超分子凝胶润滑剂,其中十二烷基硬脂酸的质量为超分子凝胶润滑剂总质量的3%。

(2)将多孔铁基无油轴承空白块 抛光至其表面粗糙度Ra约为0.5μm,再经丙酮超声清洗后干燥待用;将盛有步骤(1)制得的液体超分子凝胶润滑剂的烧杯分别放入真空干燥箱内,设置温度为100℃,将多孔铁基轴承无油空白块放入盛有液体凝胶的烧杯中,关上真空箱的盖子,打开抽真空开关,抽至压力表0.09Mpa,保持30分钟后关闭真空泵,使轴承材料在真空干燥箱中浸泡3小时,使液体凝胶润滑剂浸入轴承孔隙中,然后关闭真空干燥箱,使其自然冷却至室温,放气并打开真空干燥箱的盖子,取出样品,用吸油纸擦掉表面的多余凝胶,即得到铁基自润滑含油轴承,记为3%B。

对比例1

其他条件和实施例1相同,仅不加入十二羟基硬脂酸,将PAO10灌注入多孔铁基轴承无油空白块中,记为PAO-1。

储油性能测试:采用TG16-WS高速离心机对实施例1和对比例1制备的含油轴承进行离心实验,以此来评价其储油性能。实验条件为:离心机的转速从1000到6000r/min,每隔15min提高1000r/min,每个转速后取出含油轴承称其质量,计算每个转速下的离心质量损失。

实施例1和对比例1制备的自润滑含油轴承在不同转速下的离心质量损失的具体数据如表1和图1所示;实施例1和对比例1制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据如表2所示;

表1:不同离心速度下的实施例1和对比例1制备的自润滑含油轴承的质量损失具体数据

表2实施例1和对比例1制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据

根据图1以及表1中的数据可以看出,在每个转速下,灌入超分子凝胶的铁基自润滑含油轴承的离心质量损失都远远小于灌入PAO的铁基轴承。通过表2可以看出,在初始含油率相同、离心实验条件相同的情况下,在离心转速从1000到6000r/min,离心后灌入超分子凝胶润滑剂的铁基自润滑含油轴承的含油率远远大于灌入PAO的铁基轴承,离心后灌入超分子凝胶润滑剂铁基自润滑含油轴承的含油率几乎是灌入PAO的铁基轴承的2倍。这些结果进一步说明本发明提供的自润滑含油轴承可以有效地减少基础油的质量损失,提高多孔轴承的储油能力。

摩擦性能测试:

使用Stift-Scheibe-Tribometer(TRB)摩擦磨损试验机,考查实施例1制备的铁基自润滑含油轴承、对比例1制备的以PAO10为润滑剂的含油轴承、铁基多孔轴承无油空白块在干摩擦状态下的摩擦学性能。其中,Stift-Scheibe-Tribometer(TRB)摩擦磨损试验机的摩擦副接触形式为球一盘点接触,上试球为直径6mm GCr15(SAE52100)钢球,下试盘为待测轴承;测试条件:TRB载荷:2N/4N/6N/8N,频率:1Hz,行程:10mm,温度:25℃,滑动循环:2000。

测试结果如图2所示,图2中的a、b、c、d分别代表不同载荷下对比例1制备的以PAO10为润滑剂的含油轴承、实施例1制备的灌入超分子凝胶润滑剂的铁基自润滑含油轴承、铁基多孔轴承无油空白块的摩擦系数变化图。

根据图2可以看出,灌入超分子凝胶润滑剂的铁基自润滑含油轴承在2N、4N、6N和8N干摩擦条件下,都表现出比较低且稳定的摩擦系数;而与铁基多孔轴承无油空白块相比,灌入超分子凝胶润滑剂的铁基自润滑含油轴承的摩擦系数一直都远远小于空白块,大约在0.15左右,说明灌进超分子凝胶润滑剂并没有而影响轴承的摩擦性能,反而在一定程度上提高了多孔铁基基轴承的减摩抗磨性能。

实施例2~3

其他条件和实施例1相同,仅将多孔铁基轴承无油空白块分别替换为多孔铝基轴承无油空白块和多孔铜基轴承无油空白块;

按照上述的方法对得到的铝基自润滑含油轴承和铜基自润滑含油轴承进行质量损失测试和摩擦性能测试,测试结果和实施例1相似。

实施例4

凝胶因子为十二羟基硬脂酸,基础润滑剂为PAO10,轴承基体为多孔聚酰亚胺轴承无油空白块,自润滑聚酰亚胺含油轴承的制备步骤如下:

(1)将十二羟基硬脂酸与商业基础油PAO10搅拌加热,直到凝胶因子在基础油中完全溶解至透明,即可得到液态的超分子凝胶润滑剂,其中十二烷基硬脂酸的质量为超分子凝胶润滑剂总质量的3%。

(2)将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块 抛光至其表面粗糙度Ra约为0.5μm,再经石油醚超声清洗后干燥待用;将盛有步骤(1)制得的液体超分子凝胶润滑剂的烧杯分别放入真空干燥箱内,设置温度为90度,将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块放入盛有液体凝胶的烧杯中,关上真空箱的盖子,打开抽真空开关,抽至压力表0.09Mpa,保持30分钟后关闭真空泵,使轴承材料在真空干燥箱中浸泡3小时,使液体凝胶润滑剂浸入轴承孔隙中,然后关闭真空干燥箱,使其自然冷却至室温,放气并打开真空干燥箱的盖子,取出样品,用吸油纸擦掉表面的多余凝胶,即得到聚酰亚胺自润滑含油轴承,记为3%GEL。

对比例2

其他条件和实施例4相同,仅不加入十二羟基硬脂酸,将PAO10灌注入多孔铁基轴承无油空白块中,记为PAO-2。

储油能力测试:按照实施例1的方法对实施例4和对比例2制备的含油轴承进行离心实验,以此来评价其储油性能。实验条件为:离心机的转速从1000到7000r/min,每隔15min提高1000r/min,每个转速后取出含油轴承称其质量,计算每个转速下的离心质量损失。

实施例4和对比例2制备的自润滑含油轴承在不同转速下的离心质量损失的具体数据如表3所示;实施例4和对比例2制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据如表4所示;

表3不同离心速度下的实施例4和对比例2制备的自润滑含油轴承的质量损失具体数据

表4实施例4和对比例2制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据

根据表3中的数据可以看出,在每个转速下,实施例4制备的含油轴承的离心质量损失都远远小于对比例2制备的含油轴承,而且对比例2制备的含油轴承在每个转速下损失的质量大约是实施例4制备的含油轴承损失质量的2倍。通过表4可以看出初始含油率相同的含油轴承,在相同的离心实验条件下,在离心转速从1000到7000r/min,离心后实施例4制备的含油轴承的含油率远远大于对比例2制备的含油轴承,离心后灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承的含油率几乎是灌入PAO的聚酰亚胺轴承的1.5倍。这些结果进一步说明本发明利用超分子凝胶润滑剂代替传统的润滑剂可以有效地减少基础油的质量损失,提高多孔轴承的储油能力。

摩擦性能测试:

按照实施例1的方法对实施例4和对比例2制备的含油轴承进行摩擦性能测试,测试条件为:TRB载荷:2N/4N/6N/8N,频率:1Hz,行程:10mm,温度:25℃,滑动循环:1800。

测试结果如图3所示,图3中的a、b、c、d分别代表不同载荷下对比例2制备的以PAO10为润滑剂的含油轴承、实施例4制备的灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺自润滑含油轴承、聚酰亚胺多孔轴承无油空白块的摩擦系数变化图。

根据图3可以看出,灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承在2N、4N、6N和8N干摩擦条件下,都表现出比较低且稳定的摩擦系数。而且与聚酰亚胺轴承无油空白块相比,灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承的摩擦系数一直都远远小于空白,大约在0.10左右,该轴承并没有因为灌进凝胶而影响它的摩擦性能,反而比空白块以及灌入PAO的聚酰亚胺轴承有更小更稳定的摩擦系数。这些结果进一步说明,灌入超分子凝胶润滑剂可以在一定程度上提高了多孔聚合物轴承的减摩抗磨性能。

实施例5

其他条件和实施例4相同,仅将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块替换为多孔聚四氟乙烯轴承无油空白块;

按照上述的方法对得到的聚四氟乙烯轴承自润滑含油轴承进行质量损失测试和摩擦性能测试,测试结果和实施例4相似。

实施例6

超分子凝胶因子为具有式II所示结构的多羟基凝胶因子,基础润滑剂为商业基础油500SN,轴承基体为多孔铁基轴承无油空白块,自润滑铁基含油轴承的制备步骤如下:

(1)将多羟基凝胶因子与商业基础油500SN搅拌加热,直到凝胶因子在基础油中完全溶解至透明,即可得到液态的超分子凝胶润滑剂,其中多羟基凝胶因子的质量为超分子凝胶润滑剂总质量的3%。

(2)将多孔铁基无油轴承空白块 抛光至其表面粗糙度Ra约为0.5μm,再经丙酮超声清洗后干燥待用;将盛有步骤(1)制得的液体超分子凝胶润滑剂的烧杯分别放入真空干燥箱内,设置温度为120度,将多孔铁基轴承无油空白块放入盛有液体凝胶的烧杯中,关上真空箱的盖子,打开抽真空开关,抽至压力表0.085Mpa,保持30分钟后关闭真空泵,使轴承材料在真空干燥箱中浸泡2.5小时,使液体凝胶润滑剂浸入轴承孔隙中,然后关闭真空干燥箱,使其自然冷却至室温,放气并打开真空干燥箱的盖子,取出样品,用吸油纸擦掉表面的多余凝胶,即得到铁基自润滑含油轴承,记为3%A。

对比例3

其他条件和实施例6相同,仅不加入多羟基凝胶因子,将500SN灌注入多孔铁基轴承无油空白块中,记为500SN-1。

储油能力测试:按照实施例1的方法对实施例6和对比例3制备的含油轴承进行离心实验,以此来评价其储油性能。实验条件为:离心机的转速从1000到6000r/min,每隔15min提高1000r/min,每个转速后取出含油轴承称其质量,计算每个转速下的离心质量损失。

实施例6和对比例3制备的自润滑含油轴承在不同转速下的离心质量损失的具体数据如表5所示;实施例6和对比例3制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据如表6所示;

表5不同离心速度下的实施例6和对比例3制备的自润滑含油轴承的质量损失具体数据

表6实施例6和对比例3制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据

根据表5可以看出,在每个转速下,灌入超分子凝胶的铁基含油轴承的离心质量损失都远小于灌入500SN的铁基含油轴承。根据表6可以看出,在初始含油率相同、离心实验条件相同的情况下,离心实验后灌入超分子凝胶润滑剂的铁基轴承的含油率远远大于灌入500SN的铁基轴承,且离心后灌入超分子凝胶润滑剂铁基轴承的含油率几乎是灌入500SN的铁基轴承的2倍。这些结果进一步说明本发明利用超分子凝胶润滑剂代替传统的润滑剂可以有效地减少基础油的质量损失,提高多孔轴承的储油能力。

摩擦性能测试:

按照实施例1的方法对实施例6和对比例3制备的含油轴承进行摩擦性能测试,测试条件为:TRB载荷:2N/4N/6N/8N,频率:1Hz,行程:10mm,温度:25℃,滑动循环:2000。

所得结果如表7所示。

表7:铁基轴承无油空白块、含油铁基轴承和含凝胶铁基轴承在不同载荷下的平均摩擦系数

根据表7可以看出,灌入超分子凝胶润滑剂的铁基轴承在2N、4N、6N和8N干摩擦条件下,都表现出比较低的摩擦系数。而且与没有铁基轴承无油空白块相比,灌入超分子凝胶润滑剂的铁基轴承的摩擦系数都远小于空白,大约在0.14左右,说明多孔金属基轴承并没有因为灌进凝胶而影响它的摩擦性能,反而在一定程度上提高了多孔金属基轴承的减摩抗磨性能。

实施例7~8

其他条件和实施例6相同,仅将多孔铁基轴承无油空白块分别替换为多孔铝基轴承无油空白块和多孔铜基轴承无油空白块;

按照上述的方法对得到的铝基自润滑含油轴承和铜基自润滑含油轴承进行质量损失测试和摩擦性能测试,测试结果和实施例6相似。

实施例9

超分子凝胶因子为具有式I所示结构的氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子LMWGs1,基础润滑剂为商业合成油HELIX v30,轴承基体为多孔聚酰亚胺轴承无油空白块,自润滑聚酰亚胺含油轴承的制备步骤如下:

(1)将氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子LMWGs 1与HELIX v30搅拌加热,直到凝胶因子在基础油中完全溶解,即可得到液态超分子凝胶润滑剂,其中氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子LMWGs 1的质量为超分子凝胶润滑剂总质量的3%。

(2)将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块 抛光至其表面粗糙度Ra约为0.5μm,再经丙酮超声清洗后干燥待用;将盛有步骤(1)制得液态超分子凝胶润滑剂的烧杯分别放入真空干燥箱内,设置温度为80度,然后将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块放入盛有液体凝胶的烧杯中,关上真空箱的盖子,打开抽真空开关,抽至压力表0.09Mpa,保持30分钟后关闭真空泵,使轴承材料在真空干燥箱中浸泡2.5小时,使液体凝胶润滑剂浸入轴承孔隙中,然后关闭真空干燥箱,使其自然冷却至室温,放气并打开真空干燥箱的盖子,取出样品,用吸油纸擦掉表面的多余凝胶,即得到聚酰亚胺自润滑含油轴承,记为3%H。

对比例4

其他条件和实施例9相同,仅不加入氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子LMWGs 1,将商业合成油HELIX v30灌注入多孔聚酰亚胺轴承无油空白块中,记为HE-1。

储油能力测试:按照实施例1的方法对实施例9和对比例4制备的含油轴承进行离心实验,以此来评价其储油性能。实验条件为:离心机的转速从1000到7000r/min,每隔15min提高1000r/min,每个转速后取出含油轴承称其质量,计算每个转速下的离心质量损失。

实施例9和对比例4制备的自润滑含油轴承在不同转速下的离心质量损失的具体数据如表8所示;实施例9和对比例4制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据如表9所示;

表8不同离心速度下的实施例9和对比例4制备的自润滑含油轴承的质量损失具体数据

表9实施例9和对比例4制备的自润滑含油轴承在离心实验前的初始含油率和离心实验后的含油率数据

根据表8可以看出,在每个转速下,灌入超分子凝胶的聚酰亚胺轴承的离心质量损失都远远小于灌入HELIX v 30的聚酰亚胺轴承,灌入HELIX v30油的聚酰亚胺轴承在每个转速下损失的质量大约是灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承损失质量的2倍。根据表9可以看出,在初始含油率相同、离心实验条件相同的情况下,离心后灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承的含油率远远大于灌入油的聚酰亚胺轴承,离心后的灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承的含油率几乎是灌入油的聚酰亚胺轴承的1.5倍。这些结果进一步说明本发明利用超分子凝胶润滑剂代替传统的润滑剂可以有效地减少基础油的质量损失,提高多孔轴承的储油能力。

摩擦性能测试:

按照实施例1的方法对实施例9和对比例4制备的含油轴承进行摩擦性能测试,测试条件为:TRB载荷:2N/4N/6N/8N,频率:1Hz,行程:10mm,温度:25℃,滑动循环:2000。

所得结果如表10所示。

表10:聚酰亚胺轴承无油空白块、含油聚酰亚胺轴承和含凝胶聚酰亚胺轴承在不同载荷下的平均摩擦系数

根据表10可以看出,灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承在2N、4N、6N和8N干摩擦条件下,都表现出比较低的摩擦系数。而且与聚酰亚胺轴承无油空白块相比,灌入超分子凝胶润滑剂的聚酰亚胺轴承的摩擦系数都远小于空白,大约在0.12左右,说明该多孔聚合物轴承并没有因为灌进凝胶而影响它的摩擦性能,反而在一定程度上提高了多孔聚合物轴承的减摩抗磨性能。

实施例10

其他条件和实施例9相同,仅将凝胶因子换成氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子LMWGs 2,将多孔聚酰亚胺轴承无油空白块替换为多孔聚四氟乙烯轴承无油空白块;

按照上述的方法对得到的聚四氟乙烯轴承自润滑含油轴承进行质量损失测试和摩擦性能测试,测试结果和实施例9相似。

实施例11~13

其他条件和实施例4相同,仅控制十二羟基硬脂酸的质量分别改为超分子凝胶润滑剂总质量的1%、5%和10%;

按照上述的方法对得到的聚酰亚胺轴承自润滑含油轴承进行质量损失测试和摩擦性能测试,测试结果和实施例4相似。

由以上实施例可以看出,本发明提供的自润滑含油轴承抗磨减磨性能好,润滑剂损失小,储油能力强,在润滑领域具有广阔的应用前景,有望应用于齿轮等特殊润滑部件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

含浸凝胶润滑剂的自润滑含油轴承及其制备方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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