潤滑脂簡介及選用常識

2022-09-30 04:18:05 字數 5131 閱讀 1246

(一)潤滑脂基本概念

(1)什麼是潤滑脂

nlgi(national lubricating grease institute 美國國家潤滑脂協會)最新定義: 潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種(或幾種)液體潤滑油中形成的一種固體或半固體的產物。為了改善某些效能,加入一些其它組分(新增劑或填料)。

(2)潤滑脂的觸變性

當施加乙個外力時,潤滑脂在流動中逐漸變軟,表觀粘度降低,但是一旦處於靜止,經過一段時間(很短)後,稠度再次增加(恢復),這就是潤滑脂的觸變性。

潤滑脂的這種特殊效能,決定了它可以在不適於用潤滑油潤滑的部位潤滑,而顯示出它的優越性。

潤滑脂的組成

潤滑脂是由基礎油、稠化劑和新增劑(包括填料)組成。

基礎油是液體潤滑劑,有礦物油和合成潤滑油之分。

稠化劑是一些具有稠化作用的固體物質。

新增劑是為了改善潤滑脂某些效能而加入的物質。

潤滑脂的組成——基礎油

1、礦物油,即指石油潤滑油。

優點:潤滑性能好,粘度範圍寬,不同粘度的油分別適用於製造不同用途的潤滑脂;**廣泛,**低廉。

缺點:對高溫、低溫不能同時兼顧,或不能適應寬溫度範圍,同時對一些極高溫、極低溫、高轉速、長壽命、耐化學介質、耐輻射等特種條件無法滿足要求。要滿足這些苛刻條件下使用的潤滑脂,還得需要各種合成油。

潤滑脂的組成——基礎油

2.合成油

合成油是指用各種化學反應合成的一大類功能性液體,不同的合成油在某些方面顯示出比礦物油更好的優越性。

目前潤滑脂中常用的合成油有:合成烴類油、酯類油、矽油、含氟油、和聚醚型油等。

一坪分公司多種合成潤滑脂因採用合成油而具備在高低溫、負荷能力、抗氧化、耐介質、適合高速、抗輻射等方面效能的優越性,並因此在航空、航天和各種民用裝置的潤滑方面取得了成功。

潤滑脂的組成——稠化劑

稠化劑分類

烴基:如地蠟、石蠟、石油脂等

皂基:目前最大的一類,有鈉基、鈣基、復合鈣、鋰基、復合鋰、鋇基、鋁基、復合鋁等

有機:脲類化合物、醯胺類化合物、有機染料、氟碳化合物等

無機:膨潤土、矽膠、硼化氮、石墨等

(二)潤滑脂的優點和缺點

2.1、潤滑脂的優點

1、潤滑脂潤滑無需複雜的密封裝置和供油系統,可以降低裝置的維護費用;

2、潤滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力強,因而潤滑脂抗水、密封性和抗漏失效能突出,可以在密封不良甚至敞開的摩擦部件上使用。

3、潤滑脂使用壽命長,供油次數少,無需經常新增。

4、潤滑脂的油膜厚度比潤滑油的油膜厚度厚。

5、潤滑脂的摩擦係數比潤滑油低,節約動力消耗。

6、潤滑脂承載能力、減震能力和降噪能力更好。

7、潤滑脂的使用溫度範圍比潤滑油更寬。

2.2、潤滑脂的缺點

1、潤滑脂是半固體,常溫下不流動,所以摩擦部件上加脂、換脂和清洗比較困難;

2、混入的水份、灰塵、磨屑難以分離出來。

3、潤滑脂的潤滑方式決定其冷卻效果較潤滑油差。

4、對高轉速不太適用。一般來說,普通的礦油潤滑脂只允許使用的轉速為dn值(軸承內徑mm×轉速r/min)小於300,000 mm r/min 。隨著潤滑技術的發展,合成潤滑脂可以使用到dn值50萬~60萬,甚至100萬。

(三)潤滑脂發展簡介

最古老的潤滑脂——考古證明西元前2023年的古埃及就有採用石灰混合植物油的膏狀物來潤滑馬車的木製輪軸。

現代意義的潤滑脂——伴隨工業革命的開始和發展

2023年——鈉基脂

2023年——鈣基脂、鋁基脂

2023年——復合鈣基脂

2023年——鋰基脂

2023年——鋁基脂、復合鋰鋇

之後——復合鋰、復合鋁、染料、醯胺、聚脲、矽膠、膨潤

土……等大量不同型別稠化劑的潤滑脂問世,同時基礎油也隨著各種新型合成基礎油的問世和在民用上的推廣,pao、酯、矽油、聚醚、含氟基礎油等被廣泛應用在新型潤滑脂的配方中,潤滑脂的效能(高低溫、耐介質、重負荷、高速等)也隨之大大提高。

(四)反映潤滑脂效能的主要技術指標

通過不同的試驗,可以測定潤滑脂的不同技術指標,這些技術指標可以在一定程度上預示潤滑脂的實際工作效能,因此這些技術指標也成為潤滑脂選用的重要參考。

4.1錐入度

4.2滴點

4.3低溫相似粘度和低溫轉矩

4.4壓力分油和高溫鋼網分油

4.5潤滑脂延長工作錐入度

4.6承載能力

4.7潤滑脂氧化安定性試驗

4.8潤滑脂腐蝕試驗

4.9潤滑脂的防鏽試驗

其它還有:潤滑脂蒸發試驗、潤滑脂抗水淋試驗、、潤滑脂高溫軸承壽命試驗等。

4.1潤滑脂的錐入度

在規定重量、時間和溫度的條件下,標準錐體利用自重刺入潤滑脂樣品的深度,單位為0.1mm;錐入度反映潤滑脂的軟硬程度,是裝置潤滑選擇潤滑脂的重要指標之一;

4.2潤滑脂的滴點

滴點是指潤滑脂從固態變成液態的溫度點,單位℃;是用以反映潤滑脂高溫使用效能的指標之一,但是滴點並不能單獨決定潤滑脂的使用溫度,不同種類基礎油的抗氧化能力的差異、稠化劑型別對基礎油的氧化催化作用和抗氧化新增劑的選擇也是潤滑脂使用溫度的決定因素。

4.3潤滑脂的低溫相似粘度和低溫轉矩

低溫相似粘度:

是潤滑脂剪下應力和用泊肅葉方程計算的剪速之比,單位泊或者pa·s(1泊=0.1 pa·s );用以反映潤滑脂低溫流動性能,是選擇低溫潤滑脂要參考的重要指標;相同溫度下,粘度數值越小則低溫性越好。

低溫轉矩:

低溫轉矩是指低溫條件下,裝填潤滑脂的標準開式204滾珠軸承在1rpm轉速下轉動時為阻滯軸承外環所需要的力矩,測量得到的力矩可以得到啟動力矩和轉動力矩兩種。單位g·cm;用以反應潤滑脂低溫狀態下的工作能力。同理,力矩越小,潤滑脂的低溫效能越佳。

4.4潤滑脂的常溫壓力分油和高溫鋼網分油壓力分油:常溫下潤滑脂在一定壓力和時間析出基礎油量的多少,單位w/w%;用以反映潤滑脂常溫條件下的膠體安定效能;

高溫鋼網分油:在高溫條件下,其自重將潤滑脂中的基礎油壓出量的多少,單位w/w%;用以反映潤滑脂高溫條件下的膠體安定效能;

有研究表明,潤滑脂膠體安定性差,可以導致潤滑脂在運轉過程中分油流失,從而影響軸承的運轉壽命。

4.5潤滑脂延長工作錐入度

延長工作錐入度是指潤滑脂在工作器中經過10萬次剪下之後的錐入度測定值,單位0.1mm;一般情況下潤滑脂經剪下會變稀。其與60次工作錐入度的差值反映潤滑脂的剪下安定性。

有研究證明,剪下安定性差的潤滑脂在高速長期運轉軸承中的流失嚴重,會影響到潤滑脂的使用壽命。

4.6潤滑脂四球試驗

四球試驗原理:

將試驗頭下方的三個標準鋼球固定作為承重部件,並將潤滑脂填充在承重球固定杯內、上方的標準鋼球通過傳動裝置施加負荷,在設定的溫度、轉速和負荷下進行運轉,通過鋼球的運轉狀態來確定潤滑脂潤滑、極壓效能。

最大無卡咬負荷pb:在一定溫度、轉速下,鋼球在潤滑狀態下不發生卡咬的最大負荷,此指標測量值越高,說明潤滑脂潤滑性能越好。

燒結負荷pd:在一定溫度、轉速下逐級增大負荷,當上方鋼球和下方鋼球因負荷過重而發生高溫燒結,裝置不得不停止運轉的負荷即燒結負荷,燒結負荷越高,說明潤滑脂的極壓潤滑性能越好。

磨跡d:在一定溫度、轉速、負荷和運轉時間下,承重鋼球表面因摩擦導致磨損斑痕直徑的大小即磨跡,磨跡越小,說明潤滑脂的抗磨損能力、潤滑性越好。

4.7潤滑脂氧化性

潤滑脂在貯存和使用過程中抵抗空氣(氧氣)的作用而保持其性質不發生永久性變化的能力,叫氧化安定性。潤滑脂氧化的結果導致酸性物質的產生,對金屬產生腐蝕。常用氧化實驗方法有氧彈法,即sh/t0325。

它是將一定量的潤滑脂裝入充有氧壓的氧彈中,在99℃溫度下經受氧化,在規定的時間後(一般為100小時)由相應的氧氣壓力降來確定潤滑脂的氧化安定性。

4.8潤滑脂防腐蝕效能

腐蝕性試驗是檢查潤滑脂對金屬是否產生腐蝕的指標。脂的抗腐蝕效能對防護性潤滑脂尤為重要。測定潤滑脂腐蝕性能常用的方法有gb/t7326銅片腐蝕試驗法,gb/t0331潤滑脂腐蝕試驗法(t3銅片、45#鋼片)。

它們都是將試驗金屬片插入潤滑脂中,在規定的時間、溫度後取出金屬片,觀察金屬片顏色的變化,並與標準色板比較,判斷潤滑脂的腐蝕級別或合格與否。

4.9潤滑脂的防鏽效能

防鏽效能是用來評價潤滑脂在有水或水蒸氣的條件下對軸承的防護性。對於在潮濕環境中使用的潤滑脂有重要的意義。常用的方法有gb/t5218軸承靜態防鏽試驗:

將潤滑脂裝入軸承,並將軸承置於52℃,相對濕度100%的烘箱中,48小時後觀察軸承是否有腐蝕點,以判斷潤滑脂的防鏽效能級別。近年來又引進國外常用的動態防鏽試驗即emcor試驗法:將軸承裝脂後一半浸入蒸餾水或海水中,運轉8小時,停16小時,連續7天後觀察軸承的鏽蝕情況,以去頂潤滑脂的防鏽效能級別。

這種方法比靜態防鏽試驗條件更苛刻,用語評價對抗水、抗海水要求嚴格的潤滑脂。

潤滑脂其它評價方法

潤滑脂蒸發試驗:一定時間溫度下,潤滑脂蒸發損失量,用重量百分比表示,潤滑脂蒸發是衡量潤滑脂高溫效能的重要引數,潤滑脂在使用過程中因為蒸發變乾,會導致潤滑失效,直至裝置損壞。

潤滑脂抗水淋試驗:在一定溫度下,以一定的水流量直接沖刷裝有潤滑脂的運轉中的軸承,考察一定時間後,潤滑脂被沖掉的量,用重量百分比表示,抗水效能對鋼廠許多任務況條件下執行的裝置都非常重要。

潤滑脂高溫軸承壽命試驗:通過直接測定在一定溫度、轉速和負荷下,裝填測試潤滑脂的標準軸承的實際運轉壽命來評價潤滑脂的效能,軸承壽命是潤滑脂綜合性能的體現。

(五)潤滑脂的選擇

5.1、潤滑脂的選擇應考慮的幾個方面

1、使用潤滑脂的目的:減摩、防護、密封

2、潤滑部位的工作溫度

3、潤滑部位的負荷

4、潤滑部位的速度

5、潤滑部位的環境和所接觸的介質

6、潤滑脂的加註方式

7、從綜合經濟效果考慮

8、詳細參看說明書,對老牌號潤滑脂應仔細辯別

5.2、潤滑脂選擇代用程式

搞清楚裝置工況

了解原用脂(或說明書推薦用脂)的情況

了解代用候選脂的效能和使用例項

選定或委託研製合適的代用脂

使用試驗

確定納入潤滑管理程式

5.3.按照使用要求選用代用脂

5.3.1溫度

軸承執行溫度每公升高10~15℃,潤滑脂的軸承壽命就降低一半;

選擇高溫用脂並重點關注脂的滴點、蒸發度、氧化安定性、高溫烘烤試驗等效能。

選擇低溫用脂應該注意低溫下的相似粘度、低溫轉矩。

溫度對氧化速率的影響

滾動軸承按照溫度選用的潤滑脂類

按照溫度選擇潤滑脂

典型潤滑脂高溫氧化安定性對比

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