[发明专利]一种高扭矩系数风电螺栓润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及复合型螺栓装配用润滑剂，具体说是一种具有稳定高扭矩系数的螺栓装配用的润滑剂。所述润滑剂用于风电领域中大尺寸高强度螺栓的准确装配。

背景技术

随着我国风电装机容量的增加，和近年来一些故障的出现，人们开始越来越重视对风电设备的安全可靠性具有重要影响的因素，例如螺栓的准确装配问题。风电塔筒、轮毂、轴承之间通常需要用M36以上的大尺寸高强度螺栓进行连接。在每一个连接处，通常有几十根至上百根螺栓按圆周排列。这些螺栓是否能按照设计的轴向力准确上紧，各个螺栓间受力是否均匀，对于保证设备的长期安全运行，延长螺栓的使用寿命，提高连接处抗交变载荷而不松动或断裂具有重要意义。因为如果螺栓的轴向力偏小，则无法给法兰面提供足够大的压力，来使其产生足够的摩擦力来抵抗法兰面的相对移动；而轴向力偏大，则螺栓在上紧过程或使用过程中易发生屈服而断裂；如果一个法兰面上的不同螺栓轴向力不均匀，偏差过大，则容易使法兰面上产生应力集中，一些螺栓易因首先承受较大载荷而失效。

螺栓上紧的轴向力F，螺栓直径D，上紧扭矩M之间有如下关系：M=K×D×F。其中，K是扭矩系数。它决定了螺栓上紧的扭矩和轴向力之间的关系。为了准确装配，螺栓必须有一个稳定的扭矩系数，并且标准偏差小于0.01。扭矩系数与螺栓的尺寸和螺纹摩擦系数，支承面摩擦系数有关。一般需要对螺栓进行表面处理或是涂润滑剂来控制螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数。通常大尺寸螺栓表面处理的工艺较为复杂。而涂覆润滑剂的方式有两种：一种是只在螺纹处涂润滑剂；一种是在螺纹处和支承面处都涂润滑剂。第一种涂覆方式，虽然螺纹摩擦系数得到了控制，但是支承面处的表面状况的差别和摩擦系数得不到控制，加上支承面处的摩擦系数对总摩擦系数的影响很大，造成扭矩系数很不稳定，标准偏差较大。通常在螺纹和支承面都涂覆市面上的二硫化钼润滑剂或其它石墨基、金属基的润滑剂的情况下得到的扭矩系数较低，小于0.11，这样对于螺栓的防松和减小装配的系统误差对轴向力的影响不利。此外，在北方风场冬天装配时温度会低于-10℃，许多润滑剂在此低温下凝固而涂刷困难。

随着我国风电装机容量的增加，减少装配造成的事故，满足风电行业对大尺寸高强度螺栓准确和可靠装配的要求，成了我们必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的：提供一种具有较高而稳定扭矩系数的风电螺栓用润滑剂，其即能保证螺栓准确装配到设计的轴向力，又由于具有较大的摩擦系数而具有一定的防松效果，在北方冬天风场温度下仍能方便涂刷。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高扭矩系数风电螺栓润滑剂，包括固体成分和液体成分，按总重量份为100份算，固体料43份，液体57；其中，

所述固体料中，细度325目的薄片状铝粉3.5~4.5份；平均粒径在1.0~1.8μm的重质碳酸钙31~33份；纳米活性碳酸钙20~22份；气相白炭黑0.2~0.5份；

所述液体中，环烷油40~42.5份，聚异丁烯0.5~3份。

所述固体料中，细度325目的薄片状铝粉4.5份，平均粒径在1.0~1.8μm的重质碳酸钙32份，纳米活性碳酸钙21份，气相白炭黑0.5份；

所述液体中，环烷油42份，聚异丁烯1份。

本发明还提出制备所述高扭矩系数风电螺栓润滑剂的方法，所述方法包括步骤：

1）取1Kg聚异丁烯，100℃时粘度为3.1cst的环烷油42Kg加入200L釜中，以行星25Hz，分散10Hz的转速搅拌3h，使聚异丁烯完全溶解；

2）取细度325目的薄片状铝粉4.5Kg，平均粒径在1.0~1.8μm的重质碳酸钙32Kg，加入步骤1所述液体物料中并以行星25Hz，分散30Hz的转速搅拌30分钟，使其分散均匀；

3）向步骤2所述物料中分两次加入纳米活性碳酸钙共21Kg，以行星25Hz，分散30Hz的转速搅拌30分钟，使其分散均匀；

4）向步骤3所述物料中加入0.5Kg气相白炭黑并以行星25Hz，分散30Hz的转速搅拌30分钟，使所有物料都搅拌和分散均匀，即得到高扭矩系数风电螺栓润滑剂。

本发明所述的高扭矩系数润滑剂，其即能使大尺寸高强度风电螺栓具有较高而稳定的扭矩系数，又能起到适当防松的作用，并且在-15℃的低温下仍能方便涂刷；还可对螺栓起到一定的防腐和保护作用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。