一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法，水基润滑介质由添加剂和水按照比例混合制成，将聚二甲基硅氧烷和二氧化硅纳米颗粒以固定的比例混合搅拌，升温至100

【技术实现步骤摘要】
一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法


[0001]本专利技术属于润滑介质领域，具体涉及一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法，用于提升闭式水润滑轴承摩擦性能，延长轴和轴承的使用寿命的水基润滑介质。

技术介绍

[0002]随着船舶工业的发展，大吨位高性能的船舶数量越来越多，行业内对船舶推进系统在各工况下的工作性能也有更高的要求。轴承作为船舶推进系统的重要部件，直接决定了船舶工作的可靠性。在船舶推进系统的工作中，轴承与轴之间的润滑状态十分重要。传统的轴承润滑方式为封闭式油润滑，由于许多内河船常年失修并且设计简陋，经常出现润滑油泄漏的现象。据统计，仅单艘油润滑内河船一年的润滑油泄漏量就有3～6公斤，由于江河流域的船只数量较多，漏油量巨大，对江河水质造成了不可估量的污染。
[0003]近几年，人们的环保意识逐渐增强，轴承的润滑介质由润滑油转变为水。由于水作为润滑剂污染较小，开放式水润滑轴承逐渐投入使用。开放式水润滑轴承的工作原理为：将轴承和尾轴直接浸泡在航行水域中，航行水域中的水直接进入摩擦副充当润滑介质。但是，开放式水润滑轴承并不适合在泥沙含量高的水域中使用，由于我国内河水域普遍泥沙含量大，泥沙进入摩擦副会严重破坏摩擦副表面，导致摩擦副失效。所以，闭式水润滑轴承更适合内河船。
[0004]然而，由于水的粘度较低，润滑水难以形成良好稳定的润滑膜，这导致水润滑轴承在低速重载的工况下耐磨性较差。闭式水润滑轴承的工作原理为：通过水泵将润滑水抽入轴和轴承接触的封闭空间内，通过循环水润滑摩擦副。由于循环水高速流动，轴承和轴之间的水流存在一定的压力差，当局部区域的压力突然下降至与该区域液体温度相应的汽化压力以下时，部分液体汽化，溶于液体中的气体逸出形成液流中的气泡。气泡接触轴和轴承时会突然破裂，导致周围的压力剧增，冲击轴和轴承表面。在水润滑轴承长期的工作周期中，大量气泡的破裂对轴和轴承进行反复冲击，从而引起表面材料的疲劳破损甚至表面剥蚀，这就是船用设备经常发生的空蚀现象。长期的空蚀会使设备材料脱落，损坏轴和轴承，减少使用寿命。所以，提供一种适用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，在封闭空间内提升水润滑轴承摩擦性能，缓解水润滑轴承空蚀现象的水基润滑介质十分重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术创造的目的在于：提供一种适用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质组分设计方法，阻绝航行水域中泥沙进入摩擦副，同时降低轴承磨损、缓解空蚀现象、延长轴承和轴的寿命。适用于在泥沙水域航行内河船的推进系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术创造采取的技术方案为：
[0007]一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，其特征在于：由添加剂和水
按照质量比为1:200
‑
1000的比例混合制成，所述添加剂包括消泡剂、二氧化硅纳米颗粒和乳化剂。
[0008]优选的，所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中任意一种。
[0009]优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
[0010]优选的，所述添加剂中，消泡剂和二氧化硅纳米颗粒以质量比5
‑
10:1。
[0011]优选的，所述乳化剂阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂和非离子型乳化剂中的任意一种。
[0012]本专利技术还提供一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]步骤1、将聚二甲基硅氧烷和二氧化硅纳米颗粒以固定的比例混合搅拌，升温至100
‑
140℃下持续搅拌一段时间，得到混合液；
[0014]步骤2、在步骤1中得到的混合液中加入乳化剂，降温至80
‑
95℃，搅拌直至得到乳白色液体，即为添加剂；
[0015]步骤3、将添加剂与水按照固定比例混合，得到水基润滑介质。
[0016]优选的，步骤1中，搅拌的时间为1
‑
3h。
[0017]优选的，步骤2中，乳化剂加入量以混合液不分层为标准。
[0018]所述原料聚二甲基硅氧烷为市面常规原料，化学性质稳定，具有无毒无污染的性能。所述原料纳米二氧化硅颗粒有一定的疏水性，可以在高温下和聚二甲基硅氧烷进行较好的融合。所述原料乳化液，使含有二氧化硅的聚二甲基硅氧烷可以与水形成稳定致密的水基润滑介质。所述原料水为未经过特殊处理的常规润滑水，无污染性。
[0019]聚二甲基硅氧烷具有疏水性，加入水中可以提升水的粘度，使其混合物更易于在摩擦副之间形成润滑膜。所述聚二甲基硅氧烷不易挥发，污染性低，是食品级消泡剂，可用于医药、食品的酿造、发酵时间的消泡等。
[0020]所述的二氧化硅纳米颗粒不溶于水，与聚二甲基硅氧烷在高温下可融合成膏状物质，无毒无污染，具有疏水性，可以快速铺展在气泡表面，起到破坏水泡、抑制气泡生成的作用主要。在玻璃、陶器、耐火材料等行业均有应用。
[0021]所述乳化液的加入可以使硅类膏状物质与水更好的结合，使硅类原料的消泡作用覆盖整个水基润滑介质。
[0022]本专利技术采用的水无需特殊处理，可与其他原料融合，无污染性。
[0023]与现有技术相比较，本专利技术有益效果是：
[0024]本专利技术摒弃了传统水润滑轴承的以水为润滑液，提出了一种适用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，是一种以水为载体，聚二甲基硅氧烷和二氧化硅颗粒为原料制成的水基润滑介质。本专利技术解决了水作为润滑液粘度不足，水膜承载能力不足的问题；解决了水基润滑介质内易产生气泡，轴和轴承空化腐蚀严重的问题。本专利技术制作简单，成本低廉，使用简单，解决了内河船舶尾轴承的水域条件恶劣破坏轴承的问题。此专利技术延长了轴承和轴的使用寿命，降低了运行的成本，适用于在泥沙含量高水域航行船舶的推进系统。
[0025]本专利技术水基润滑介质内含有聚二甲基硅氧烷和二氧化硅，相对于传统的消泡剂，具有无毒、难挥发、无污染、消泡快的特点，有效的减少了气泡的形成和气泡对轴和轴承的
冲击，缓解了空蚀现象，延长轴和轴承的使用寿命。
附图说明
[0026]图1为本专利技术水基润滑介质制备流程示意图。
[0027]图2为同等试验条件下，以不同溶液为润滑介质的试样在特定时间点的摩擦系数。
[0028]图3为闭式水润滑液试验条件下，轴承材料表面的扫描电镜图片。
[0029]图4为闭式以高碳醇消泡剂为添加剂的润滑介质试验条件下，轴承材料表面的扫描电镜图片
[0030]图5为闭式以本专利技术水基润滑介质(实例1)试验条件下，轴承材料表面的扫描电镜图片。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0032]本专利技术提供一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，由添加剂和水按照质量比为1:200
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1000的比例混合制成，所述添加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，其特征在于：由添加剂和水按照质量比为1:200
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1000的比例混合制成，所述添加剂包括消泡剂、二氧化硅纳米颗粒和乳化剂。2.如权利要求1所述的的水基润滑介质，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中任意一种。3.如权利要求2所述的的水基润滑介质，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。4.如权利要求2所述的的水基润滑介质，其特征在于：所述添加剂中，消泡剂和二氧化硅纳米颗粒以质量比5
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10:1。5.如权利要求2所述的的水基润滑介质，其特征在于：所述乳化剂阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂和非离子型乳化剂中的任意一种。6.一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭智威，黄齐韧，袁成清，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：