本发明涉及tbm修复领域，具体涉及一种润滑油、制备方法及应用。
背景技术：
山岭隧道施工距离长，埋深大，周围地质压力大，施工环境较为严苛。传统钻爆法的施工环境和安全性较差，所以针对硬岩地质采用全断面隧道掘进机（tbm）进行高标准、高质量、高安全性的施工。
tbm的长距离施工掘进会引起主驱动密封结构中耐磨滑道和密封唇之间的过度磨损，使密封结构的配合间隙增大。密封系统若进入碎石杂质，会加速密封系统失效，引起设备故障，使工程陷入停滞。现有解决方案是通过观察密封检测通道中是否漏油，来判断耐磨滑道和密封唇之间的配合间隙是否增大或结构失效。密封失效后需停止施工，对密封结构件进行更换。
原有的技术方案是对主驱动密封件进行修复，操作相对较为复杂。需将主驱动密封结构拆开，修复耐磨滑道的磨损，进行密封唇结构的更换。由于施工现场空间狭小，难以进行结构的全面修复，所以修复后的密封结构配合精度存在误差，更换后的密封结构使用时长缩短。频繁的更换密封结构件，一方面引起工程停工，另一方面更换成本较大，都大大提高了施工成本。
技术实现要素：
本发明提出了一种润滑油、制备方法及应用，向主驱动密封结构的润滑油中添加软金属纳米铜颗粒的方式，可以增强耐磨滑道和橡胶密封唇之间的润滑效果，减少摩擦副磨损，同时在产生磨损后通过纳米颗粒进行填充和修复磨损处，降低摩擦副的持续磨损。
一种润滑油，润滑油中包括纳米铜颗粒。
所述纳米铜颗粒占润滑油质量的0.25-0.75%。
所述纳米铜颗粒利用油酸进行分散处理，油酸的添加量为纳米铜颗粒质量的15-25%。
所述的润滑油的制备方法，步骤如下：
（a）将纳米铜颗粒加入油酸中，搅拌进行初步分散，搅拌后密封放置，得到分散纳米铜颗粒；
优选地，对纳米颗粒要隔绝空气和水分，纳米铜颗粒由于表现能较大，在空气中很快就会氧化，失去应有的性能。将纳米颗粒放置于油酸中进行隔绝密封处理。油酸为表面活性剂，同时能有效地防止纳米颗粒的团聚现象。
（b）向润滑油中加入聚乙二醇，搅拌后加入步骤（a）得到的分散纳米铜颗粒，超声分散得到润滑油。
所述步骤（b）中聚乙二醇的分子量为200-400，添加量占润滑油质量的4-8%。
优选地，本发明还提供润滑油在tbm主驱动密封结构中的应用。
将润滑油通过输油管路输送到主驱动密封结构中，润滑油对主驱动密封结构中的耐磨滑道和密封唇进行润滑和自修复。
纳米颗粒在摩擦副中存在微轴承作用，均匀分散在润滑油中的纳米颗粒作用于两个摩擦副之间，将摩擦副之间的相对滑动摩擦一定程度上转变为滚动摩擦，既能起到支撑作用，又表现出优异的抗磨减摩性能。
同时也存在分散于润滑油中的纳米铜颗粒由于表面能较大，通过吸附、沉积和镶嵌作用填补摩擦表面上的微损伤与微划痕，使摩擦副表面光滑、平整，有利于减少摩擦过程中的局部应力过大，同时又具有一定的修复作用。此情况下摩擦副表面越平整，磨损点越少，接触表面越大，纳米颗粒的填充和修复作用越大。
由于摩擦副不间断的相对运动，其中耐磨滑道合金基体不断变形和磨损，在摩擦副表面露出新的合金，金属的表面能升高，软金属纳米铜颗粒与磨损裸露出来的金属材料接触，通过物理化学作用形成一层低剪切强度的保护膜，将摩擦副之间的滑动摩擦转变为保护膜之间的滑动摩擦，减少对摩擦副的磨损。纳米软金属铜具有与高粘度流体相似的润滑行为，同时全金属的剪切强度低，在摩擦副中产生滑移，从而具有润滑和自修复的性质。
本方案能够有效延长密封结构件的使用寿命，减少施工中更换密封结构的频率，降低施工成本。
本发明的有益效果是：
（1）本发明开发设计了一种主驱动密封结构修复工艺，向润滑油中添加软金属铜纳米颗粒，可以提高润滑油的润滑性能，有效减少摩擦副之间的摩擦磨损，同时产生磨损之后可以对磨损的地方进行修复，延长摩擦副的使用寿命。
（2）用油酸将添加的铜纳米颗粒进行分散处理，油酸能够稳定纳米粒子，同时油酸的羧基能够与纳米颗粒表面集合，纳米颗粒表面的油酸基团之间相互排斥，提供一种排斥力减少纳米颗粒之间的相互团聚。
（3）添加聚乙二醇增加润滑油的粘度，同时增加纳米颗粒的在润滑油中的分散性。减少纳米颗粒在使用过程中产生沉淀，使纳米颗粒充分发挥自修复工艺的效果。
（4）混合搅拌时附加超声震动有效减少仅在机械搅拌作用下部分颗粒未能均匀分散的情况，超声震动能够作用于润滑油的所有区域，显著增加润滑油中纳米颗粒的分散。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明主驱动密封结构示意图；
图2是本发明所阐述修复方式的供油管路图。
其中，1-橡胶密封唇、2-润滑油（添加纳米颗粒）、3-耐磨滑道、4-润滑油主油箱、5-输油泵、6-润滑油压力传感器、7-输油管路第一道过滤、8-流量计、9-输油管路第二道过滤、10-单向阀、11-节流阀、12-手动球阀、13-回油泵、14-回油管路第一道过滤器、15-回油冷却器、16-回油管路第二道过滤。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种tbm主驱动密封结构耐磨滑道磨损自修复的工艺，向密封结构润滑油中添加软金属铜纳米颗粒。实际工作当中摩擦副材料中耐磨滑道磨损后，纳米颗粒通过填充修复延长摩擦副使用寿命。
所述的具有自修复工艺的润滑油的制备方法，步骤如下：
（1）先对添加的铜纳米颗粒进行初步分散处理，将铜纳米颗粒加入准备好的油酸当中，油酸用密封容器盛放，油酸添加的质量为铜纳米颗粒的15%，加入铜纳米颗粒后有清洗后的搅拌设备进行初步分散，搅拌后密封放置。
（2）在准备好的牌号为s2g200润滑油中添加聚乙二醇，聚乙二醇采用200分子量，添加的质量占比4%。添加后采用搅拌设备对润滑油进行搅拌，使聚乙二醇充分溶解于润滑油中。
（3）将油酸和铜纳米颗粒一起倒进溶解了聚乙二醇的润滑油中。铜纳米颗粒的质量占比为润滑油的0.25%，添加后采用清洗后的搅拌设备搅拌15min，并伴随超声波震动分散。
（4）如图1所示，通过输油泵5将带有纳米颗粒的齿轮油从润滑油主油箱4向密封腔中泵送，经过润滑油压力传感器6确认输油泵5的泵送压力保持在3bar左右，经过输油管路第一道过滤7将油箱中的大颗粒杂物过滤掉，经过流量计8确定泵送的油量，再经过输油管路第二道过滤9将摩擦副产生的微米级杂质过滤掉，单向阀10保证齿轮油不回流，节流阀11调节齿轮油对的供应量，之后到达齿轮油腔。润滑修复密封摩擦副后的齿轮油经过手动球阀12，回油泵13进行泵送，经过回油管路第一道过滤器14和回油冷却器15以及回油管路第二道过滤16，最终回到润滑油主油箱4。供油泵的压力和施工面的压力差保持在3bar，供油流量为80ml/min，润滑油主油箱温度保持在28℃左右。
实施例2
所述的具有自修复工艺的润滑油的制备方法，步骤如下：
（1）先对添加的铜纳米颗粒进行初步分散处理，将铜纳米颗粒加入准备好的油酸当中，油酸用密封容器盛放，油酸添加的质量为铜纳米颗粒的20%，加入铜纳米颗粒后有清洗后的搅拌设备进行初步分散，搅拌后密封放置。
（2）在准备好的牌号为s2g200润滑油中添加聚乙二醇，聚乙二醇采用300分子量，添加的质量占比6%。添加后采用搅拌设备对润滑油进行搅拌，使聚乙二醇充分溶解于润滑油中。
（3）将油酸和铜纳米颗粒一起倒进溶解了聚乙二醇的润滑油中。铜纳米颗粒的质量占比为润滑油的0.5%，添加后采用清洗后的搅拌设备搅拌25min，并伴随超声波震动分散。
（4）通过主驱动密封供油系统将分散有铜纳米颗粒的润滑油注入主驱动密封的摩擦副中，具体工作过程同实施例1，供油泵的压力和施工面的压力差保持在4bar，供油流量为95ml/min，油箱温度保持在30℃左右。
实施例3
所述的具有自修复工艺的润滑油的制备方法，步骤如下：
（1）先对添加的铜纳米颗粒进行初步分散处理，将铜纳米颗粒加入准备好的油酸当中，油酸用密封容器盛放，油酸添加的质量为铜纳米颗粒的25%，加入铜纳米颗粒后有清洗后的搅拌设备进行初步分散，搅拌后密封放置。
（2）在准备好的牌号为s2g200润滑油中添加聚乙二醇，聚乙二醇采用400分子量，添加的质量占比8%。添加后采用搅拌设备对润滑油进行搅拌，使聚乙二醇充分溶解于润滑油中。
（3）将油酸和铜纳米颗粒一起倒进溶解了聚乙二醇的润滑油中。铜纳米颗粒的质量占比为润滑油的0.75%，添加后采用清洗后的搅拌设备搅拌30min，并伴随超声波震动分散。
（4）通过主驱动密封供油系统将分散有铜纳米颗粒的润滑油注入主驱动密封的摩擦副中，具体工作过程同实施例1，供油泵的压力和施工面的压力差保持在5bar，供油流量为110ml/min，油箱温度保持在32℃左右。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种润滑油，其特征在于：润滑油中包括纳米铜颗粒。
2.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于：所述纳米铜颗粒占润滑油质量的0.25-0.75%。
3.根据权利要求1所述的润滑油，其特征在于：所述纳米铜颗粒利用油酸进行分散处理，油酸的添加量为纳米铜颗粒质量的15-25%。
4.权利要求1-3任一项所述的润滑油的制备方法，其特征在于步骤如下：
（a）将纳米铜颗粒加入油酸中，搅拌进行初步分散，搅拌后密封放置，得到分散纳米铜颗粒；
（b）向润滑油中加入聚乙二醇，搅拌后加入步骤（a）得到的分散纳米铜颗粒，超声分散得到润滑油。
5.根据权利要求4所述的润滑油的制备方法，其特征在于：所述步骤（b）中聚乙二醇的分子量为200-400，添加量占润滑油质量的4-8%。
6.权利要求5所述的制备方法制备的润滑油在tbm主驱动密封结构中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：将润滑油通过输油管路输送到主驱动密封结构中，润滑油对主驱动密封结构中的耐磨滑道和密封唇进行润滑和自修复。
技术总结