CN115074169B - 润滑脂及包括其的减速器、机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种润滑脂及包括其的减速器、机器人。一种润滑脂包括：基础油；稠化剂；以及添加剂，所述添加剂包括固体添加剂，所述固体添加剂的粒径小于等于100微米，所述固体添加剂包括二丁基二硫代氨基甲酸钼、或者二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合。本发明实施例可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
Description
技术领域
本发明涉及润滑技术领域，尤其涉及润滑脂及包括其的减速器、机器人。
背景技术
近年来，机器人产业持续发展。减速器是机器人的重要部件之一，可以起到传输扭矩、调节转速等作用。在各种减速器中，谐波减速器应用广泛，具有尺寸小巧，减速比大等特点。
根据工业机器人谐波减速器的工况，一般要求谐波减速器在长期运转及频繁启停中保持较高的传输精度，和较低的温升、噪音等。谐波减速器等减速器的传输精度、温升、噪音等通常与润滑脂的极压、抗磨损等性能相关。
现有的润滑脂及包括其的减速器、机器人大多存在提升空间。
因此，需要改进现有的润滑脂及包括其的减速器、机器人。
发明内容
本发明解决的技术问题包括，现有的润滑脂及包括其的减速器、机器人在润滑脂的极压、抗磨损等性能，减速器的传输精度、温升、噪音等方面存在提升空间。
本发明实施例的一方面涉及一种润滑脂，包括：基础油；稠化剂；以及添加剂，所述添加剂包括固体添加剂，所述固体添加剂的粒径小于等于100微米，所述固体添加剂包括二丁基二硫代氨基甲酸钼、或者二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合。
可选地，所述固体添加剂的粒径小于等于50微米，小于等于10微米，或者小于5微米。
可选地，所述固体添加剂的D90小于25微米，小于10微米，或者小于5微米。
可选地，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于1％。
可选地，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于等于3％。
可选地，所述基础油相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括77％～92％。
可选地，所述基础油的40℃运动粘度的范围包括10mm2/s-80mm2/s,或者20mm2/s-40mm2/s。
可选地，所述稠化剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括5％～10％。
可选地，所述稠化剂包括有机酸与氢氧化锂的反应产物。
可选地，所述添加剂包括极压抗磨液体添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂、铜腐蚀抑制剂中的一种或者多种。
本发明实施例的另一方面涉及一种减速器，其包括如上所述的润滑脂。
可选地，所述减速器为谐波减速器。
本发明实施例的又一方面涉及一种机器人，其包括如上所述的减速器。
本发明实施例的技术方案可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
下文将对本发明实施例进行进一步的描述。
具体实施方式
本发明实施例的一方面涉及一种润滑脂，包括：基础油；稠化剂；以及添加剂，所述添加剂包括固体添加剂，所述固体添加剂的粒径小于等于100微米(μm)，所述固体添加剂包括二丁基二硫代氨基甲酸钼、或者二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合。
本发明实施例的技术方案可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
本发明实施例中，除非另外特别指出，润滑脂可以起润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封、缓冲等作用。润滑脂可以应用于两个相对运动的物体之间，以减少所述两物体因接触而产生的磨擦与磨损。润滑脂可以用在各种类型机械设备上以保护机械及加工件。润滑脂可以为膏体。
本发明实施例中，除非另外特别指出，数值可以包含计量误差、精度误差、测量误差等误差，例如在正负5％范围内的误差。举例来说，100可以包括100×(1±5％)的范围内的数值，即95至105的区间内的数值。
较小粒径的固体添加剂具有较高的表面能和较大的比表面积，可以有助于有效增加与摩擦副的相互作用，起到明显的降低摩擦系数、降低磨损的作用，可以对减速器的低噪音性能、微动磨损性能有帮助和提升。可选地，所述固体添加剂的粒径小于等于50微米，小于等于10微米，或者小于5微米。
可以使用D10、D50、D90等参数来表征固体添加剂的粒径大小。D10可对应颗粒累积分布为10％的粒径，即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的10％。D50可对应颗粒累积分布为50％的粒径，也叫中位粒径或中值粒径，表示有50％的颗粒超过此值，有50％的颗粒低于此值。例如一个样品的D50＝8.65μm，说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中，大于8.65μm的颗粒占50％，小于8.65μm的颗粒也占50％。D90可对应颗粒累积分布为90％的粒径，即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的90％。可选地，所述固体添加剂的D90小于25微米，小于10微米，或者小于5微米。
本发明实施例中，除非另外特别指出，润滑脂的组分相对于润滑脂的质量百分比可以为润滑脂的组分的质量占所述润滑脂的总质量的百分比。
所述固体添加剂可以只包括二丁基二硫代氨基甲酸钼，也可以包括二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合。所述固体添加剂包括二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合的时候，所述二丁基二硫代氨基甲酸钼相对于所述润滑脂的质量百分比可以大于、小于、或者等于所述磷酸锆相对于所述润滑脂的质量百分比。
可选地，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于1％。如此，可以有助于润滑脂的极压、抗磨损等性能以及台架测试等级更好，更加适于机器人的谐波减速器等应用。
可选地，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于等于3％。如此，可以有助于润滑脂的极压、抗磨损等性能以及台架测试等级更好，更加适于机器人的谐波减速器等应用。可选地，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比小于等于10％。如此，可以有助于在提高上述润滑脂的极压、抗磨损等性能以及台架测试等级的同时，兼顾成本、其它性能等方面。
本发明实施例中，除非另外特别指出，数值范围可以包括其中的任意子范围，例如77％～92％可以包括80％～90％，79％～89％，85％～91％，等等。
所述基础油可以为矿物油与脂油的混合物。可选地，所述基础油相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括77％～92％。所述矿物油相对于所述润滑脂的质量百分比可以高于、低于或者等于所述脂油相对于所述润滑脂的质量百分比。
基础油的粘度可能影响润滑脂的高温性能、低温性能。可选地，所述基础油的40℃运动粘度的范围包括10mm2/s-80mm2/s,或者20mm2/s-40mm2/s。如此，可以有助于所述润滑脂具有较佳的高温性能、低温性能。
可选地，所述稠化剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括5％～10％。如此，可以有利于所述润滑脂具有较佳的粘稠性能。
可选地，所述稠化剂包括有机酸与氢氧化锂的反应产物。如此，可以有助于所述润滑脂具有较佳的粘稠性能。所述氢氧化锂可以为一水合氢氧化锂。所述一水合氢氧化锂可溶于水后与所述有机酸接触、反应。所述有机酸可以包括12-羟基硬脂酸、壬二酸、硬脂酸等中的一种或者多种。
所述添加剂可以根据需要包括提升所述润滑脂的不同性能的各种成分。可选地，所述添加剂包括极压抗磨液体添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂、铜腐蚀抑制剂中的一种或者多种。
所述极压抗磨液体添加剂与所述固体添加剂可以有协同作用，可以有助于提供更佳的抗磨效果。所述极压抗磨液体添加剂可以包括有机硫磷化合物，例如二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)。所述极压抗磨液体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围可以包括0.5％-1％。
所述抗氧化剂可以延缓基础油在贮存和使用过程中的氧化，从而延长润滑脂的使用寿命。所述抗氧化剂可以包括位阻胺类、酚类、或者前述二者的混合物。所述位阻胺类抗氧化剂可以包括二苯胺、萘胺、对苯二胺中的一种或几种。所述抗氧化剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围可以包括0.5％-1％。
所述抗腐蚀剂可以有助于有效提升所述润滑脂的抗水抗腐蚀性能。所述抗腐蚀剂可以包括石油磺酸钡、石油磺酸钙、琥珀酸半脂类化合物中的一种或几种。琥珀酸半脂类化合物的示例可以包括烷基琥珀酸半脂在矿物油中的混合物。一种市售抗腐蚀剂中，琥珀酸半脂为混合物，包含30％-50％(四丙烯基)琥珀酸，2-(四丙烯基)琥珀酸，与<25％的1,2-丙二醇的单酯反应物。所述抗腐蚀剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围可以包括0.1％-1％。
所述铜腐蚀抑制剂可以有利于降低润滑脂对机械结构中可能存在的含铜部件的腐蚀。所述铜腐蚀抑制剂可以包括苯并三氮唑(BTA)、2-巯基苯并咪唑(MBI)、2-巯基苯并噻唑中的一种或几种。所述铜腐蚀抑制剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围可以包括0.01％-1％。
本发明实施例的另一方面涉及一种减速器，其包括如上所述的润滑脂。所述减速器可为可以包括本发明实施例的润滑脂的任意减速器。所述减速器可以起到传输扭矩、调节转速等作用。所述减速器可以是机器人的部件之一。本发明实施例的技术方案可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
可选地，所述减速器为谐波减速器。所述谐波减速器可以是机器人的部件之一。本发明实施例的技术方案可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
本发明实施例的又一方面涉及一种机器人，其包括如上所述的减速器。所述机器人可以为应用于不同场合的各种机器人。例如，所述机器人可以为工业机器人。本发明实施例的技术方案可以有利于润滑脂具有较佳极压、抗磨损等性能、及/或台架测试等级，以及例如机器人的谐波减速器等减速器具有较好的传输精度、温升、噪音等性能。
下述实验示例可以用于帮助理解本发明实施方式，但是无意用作对权利要求的限制。
实验示例
将约二分之一的基础油加入反应釜中，预热至约80摄氏度。将12-羟基硬脂酸加入反应釜中搅拌溶解。一水合氢氧化锂溶解于水中得到溶液，缓慢加入反应釜中，反应60-120分钟。升温至130摄氏度，充分除去水分。加入剩余基础油的一半，并升温至200-210摄氏度，至12-羟基硬脂酸锂皂剂完全熔融。加入剩余基础油，持续搅拌并逐步降温至约80摄氏度。加入添加剂，搅拌约60分钟并降至室温。经后处理设备过滤分散均质后成品灌装，以得到示例1-5和对比例1-6的润滑脂。
下表1所列为上述示例1-5和对比例1-6的润滑脂的制备过程中所涉及的各种原料的类别、名称、分别相对于各例中原料总质量的质量百分比、及基础油的40℃运动粘度。
表1
上表1中的市售品抗腐蚀剂为烷基琥珀酸半脂在矿物油中的混合物，其中琥珀酸半脂为混合物，包含30％-50％(四丙烯基)琥珀酸，2-(四丙烯基)琥珀酸，与<25％的1,2-丙二醇的单酯反应物。BTA为苯并三氮唑，ZnDDP为二烷基二硫代磷酸锌，MoDTC(N)为较大颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼，MoDTC(U)为较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼，α-ZrP为磷酸锆，石墨为胶体颗粒，BN为氮化硼。下表2列出上表1中MoDTC(N)、MoDTC(U)、α-ZrP、石墨、BN的粒径分布数据。
表2
| D 10(μm) | D 50(μm) | D 90(μm) | |
| MoDTC(N) | 1.96 | 8.65 | 25.3 |
| MoDTC(U) | 0.73 | 1.66 | 3.81 |
| α-ZrP | 0.71 | 1.68 | 4.21 |
| 石墨 | Max.2.5 | 3.0-5.5 | Max.10 |
| BN | 1.0 | 4.0 | 10.0 |
取上述示例1-5和对比例1-6的润滑脂的样品观察其外观，发现均为膏体，进行性能测试，结果与各自颜色分别列于下表3。性能测试所参考的标准及说明如下表4所示。
表3
表4
从上述可以看出，不含固体添加剂的对比例1润滑脂样品的极压、抗磨损等性能较差，台架测试等级也为差，比较不适于机器人的谐波减速器之类的应用。
含较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼、或者较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合的固体添加剂的示例1-5润滑脂样品的极压、抗磨损等性能、台架测试等级都比对比例1更好，比较适于机器人的谐波减速器之类的应用。
而且，相较于较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼固体添加剂的质量百分比等于1％的示例1润滑脂样品，较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼等固体添加剂的质量百分比大于1％、或者大于等于3％的示例2-5润滑脂样品极压、抗磨损等性能、台架测试等级更好，更加适于机器人的谐波减速器之类的应用。
进而，包含较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合的固体添加剂的示例4、5润滑脂样品的台架测试等级最好，最适于机器人的谐波减速器之类的应用。
另一方面，固体添加剂的质量百分比同为3％时，含较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼的示例2润滑脂样品比含较大颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼的对比例2润滑脂样品、含磷酸锆的对比例3润滑脂样品的台架测试等级更好，更加适于机器人的谐波减速器应用。
与此同时，固体添加剂的质量百分比同为5％时，含较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼的示例3润滑脂样品比含磷酸锆的对比例4润滑脂样品的摩擦磨损、极压、抗磨损、台架测试等级更好，更加适于机器人的谐波减速器应用。
此外，固体添加剂包含同样质量百分比的较小颗粒二丁基二硫代氨基甲酸钼分别与质量百分比相同的磷酸锆和石墨、氮化硼的组合的示例4和对比例5、6润滑脂样品相较而言，示例4润滑脂样品的摩擦磨损、极压、抗磨损等性能以及台架测试等级较佳，较适于机器人的谐波减速器之类的应用。对比例5、6的润滑脂样品还未能通过摩擦磨损SRV测试。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (18)
1.一种润滑脂，其特征在于，包括：
基础油；
稠化剂；以及
添加剂，所述添加剂包括固体添加剂，所述固体添加剂的粒径小于等于100微米，所述固体添加剂包括二丁基二硫代氨基甲酸钼与磷酸锆的组合。
2.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的粒径小于等于50微米。
3.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的粒径小于等于10微米。
4.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的粒径小于5微米。
5.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的D90小于25微米。
6.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的D90小于10微米。
7.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂的D90小于5微米。
8.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于1％。
9.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂相对于所述润滑脂的质量百分比大于等于3％。
10.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述基础油相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括77％～92％。
11.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述基础油的40℃运动粘度的范围包括10mm2/s-80mm2/s。
12.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述基础油的40℃运动粘度的范围包括20mm2/s-40mm2/s。
13.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述稠化剂相对于所述润滑脂的质量百分比的范围包括5％～10％。
14.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述稠化剂包括有机酸与氢氧化锂的反应产物。
15.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，所述添加剂包括极压抗磨液体添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂、铜腐蚀抑制剂中的一种或者多种。
16.一种减速器，其特征在于，包括如权利要求1-15中任意一项所述的润滑脂。
17.如权利要求16所述的减速器，其特征在于，为谐波减速器。
18.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求16或17所述的减速器。
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