润滑油的基础知识
1、润滑油的主要作用和分类
润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,保护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。:
( 1 ) 减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,提高经济效益; ( 2 ) 冷却,要求随时将摩擦热排出机外; ( 3 ) 密封,要求防泄漏、防尘、防串气;
( 4 ) 抗腐蚀防锈,要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀; ( 5 ) 清净冲洗,要求把摩擦面积垢清洗排除; ( 6 ) 应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震;
( 7 ) 动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。 ( 8) 绝缘性,精制矿物油或有些合成油电阻大,可做电绝缘油。 润滑油根据基础有的不同可分为矿物油系润滑油、合成油系润滑油、 2、润滑油组成
润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是润滑油的重要组成部分。 (1)润滑油基础油
润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。
矿油基础油由原油提炼而成。润滑油基础油主要生产过程:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制,矿物型润滑油的生产,最重要的是选用最佳的原油。 (2)添加剂
添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有:粘度指数改进剂,倾点下降剂,抗氧化剂,清净分散剂,摩擦缓和剂,油性剂,极压剂,抗泡沫剂,金属钝化剂,乳化剂,防腐蚀剂,防锈剂,破乳化剂。 3、润滑油脂的基本性能
润滑油是一种技术密集型产品,是复杂的碳氢化合物的混合物,而其真正使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。 一般理化性能 :
每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明该产品的内在质量。对润滑油来说,这些一般理化性能如下:
( 1 ) 外观(色度)
油品的颜色及透明度,往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说,一般精制程度越高,其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净,颜色也就越浅。但是,即使精制的条件相同,不同油源和基属的原油所生产的基础油,其颜色和透明度也可能是不相同的。
( 2 ) 密度
密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大,
( 3 ) 粘度
粘度反映油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。在未加任何功能添加剂的前提下,粘度越大,油膜强度越高,流动性越差。 ( 4 ) 粘度指数
粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高,表示油品粘度受温度的影响越小,其粘温性能越好,反之越差。 ( 5 )闪点
在规定条件下,加热油品所逸出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度,以℃表示。根据所用测定器的不同,可分为闭口闪点和开口闪点。
闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。同时,闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在 45℃ 以下为易燃品, 45℃ 以上为可燃品,,在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高 20 ~ 30℃ ,即可安全使用。 ( 6 ) 凝点和倾点 倾点:
(Pour Point) 在规定条件下,被冷却的试样能流动的最低温度,以摄氏度(℃)表示。 凝点:
试样在规定条件下冷却至停止移动时的最高温度,以℃表示。
润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标。对于生产、运输和使用都有重要意义。凝点高的润滑油不能在低温下使用。相反,在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油。因为润滑油的凝点越低,其生产成本越高,造成不必要的浪费。一般说来,润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低 5~ 7℃ 。但是特别还要提及的是,在选用低温的润滑油时,应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。因为低凝点的油品,其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。
凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点 2 ~ 3℃ ,但也有例外。 ( 7 ) 酸值、碱值和中和值
酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位是 mgKOH/g 。酸值分强酸值和弱酸值两种,两者合并即为总酸值(简称 TAN )。我们通常所说的 \" 酸值 \" ,实际上是指 \" 总酸值( TAN ) \" 。 碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位是 mgKOH/g 。
碱值亦分强碱值和弱碱值两种,两者合并即为总碱值(简称 TBN )。我们通常所说的 \" 碱值 \" 实际上是指 \" 总碱值( TBN ) \" 。
中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是,除了另有注明,一般所说的 \" 中和值 \" ,实际上仅是指 \" 总酸值 \" ,其单位也是 mgKOH/g 。 ( 8 ) 水分
水分是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。润滑油中水分的存在,会破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备,使油品容易产生沉渣。总之,润滑油中水分越少越好。 ( 9 ) 机械杂质
机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部
分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在 0.005% 以下(机杂在 0.005% 以下被认为是无)。 ( 10 )灰分和硫酸灰分
灰分是指在规定条件下,灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分对不同的油品具有不同的概念,对基础油或不加添加剂的油品来说,灰分可用于判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的油品(新油),灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸,使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。 ( 11 )残炭
油品在规定的实验条件下,受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中,残炭的多少,不仅与其化学组成有关,而且也与油品的精制深度有关,润滑油中形成残炭的主要物质是:油中的胶质、沥青质及多环芳烃。这些物质在空气不足的条件下,受强热分解、缩合而形成残炭。油品的精制深度越深,其残炭值越小。一般讲,空白基础油的残炭值越小越好。
机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯洁性的质量指标,反映了润滑基础油精制的程度。
4、润滑油的特殊理化性能
除了上述一般理化性能之外,每一种润滑油品还应具有表征其使用特性的特殊理化性质。我们一般称之为性能指标:简单介绍如下
( 1 ) 氧化安定性
氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同,而具有不同的自动氧化倾向。随使用过程而发生氧化作用,因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质,氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。 ( 2 ) 热安定性
热安定性表示油品的耐高温能力,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,即热分解温度。一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求。油品的热安定性主要取决于基础油的组成,很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响;抗氧剂也不能明显地改善油品的热安定性。 ( 3 )油性和极压性
油性是润滑油中的极性物在摩擦部位金属表面上形成坚固的理化吸附膜,从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用,而极压性则是润滑油的极性物在摩擦部位金属表面上,受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解,并和表面金属发生摩擦化学反应,形成低熔点的软质(或称具可塑性的)极压膜,从而起到耐冲击、耐高负荷高温的润滑作用。 ( 4 )腐蚀和锈蚀
由于油品的氧化或添加剂的作用,常常会造成钢和其它有色金属的腐蚀。腐蚀试验一般是将紫铜条放入油中,在 100℃ 下放置 3 小时,然后观察铜的变化;而锈蚀试验则是在水和水汽作用下,钢表面会产生锈蚀,测定防锈性是将 30ml 蒸馏水或人工海水加入到 300ml 试油中,再将钢棒放置其内,在 54℃ 下搅拌 24 小时,然后观察钢棒有无锈蚀。油品应该具有抗金属腐蚀和防锈蚀作用,在工业润滑油标准中,这两个项目通常都是必测项目。 ( 5 )抗泡性
润滑油在运转过程中,由于有空气存在,常会产生泡沫,尤其是当油品中含有具有表面活性的添加剂时,则更容易产生泡沫,而且泡沫还不易消失。润滑油使用中产生泡沫会使油膜破坏,使摩擦面发生烧结或增加磨损,并促进润滑油氧化变质,还会使润滑系统气阻,影响润滑油循环。因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标。
( 6 )水解安定性
水解安定性表征油品在水和金属(主要是铜)作用下的稳定性,当油品酸值较高,或含有遇水易分解成酸性物质的添加剂时,常会使此项指标不合格。它的测定方法是将试油加入一定量的水之后,在铜片和一定温度下混合搅动一定时间,然后测水层酸值和铜片的失重。 ( 7 )抗乳化性
工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水,如果润滑油的抗乳化性不好,它将与混入的水形成乳化液,使水不易从循环油箱的底部放出,从而可能造成润滑不良。因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。一般油品是将 40ml 试油与 40ml 蒸馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间,然后观察油层 - 水层 - 乳化层分离成 40-37-3ml 的时间;工业齿轮油是将试油与水混合,在一定温度和 6000 转 / 分下搅拌 5 分钟,放置 5 小时,再测油、水、乳化层的毫升数。 ( 8 )空气释放值
液压油标准中有此要求,因为在液压系统中,如果溶于油品中的空气不能及时释放出来,那么它将影响液压传递的精确性和灵敏性,严重时就不能满足液压系统的使用要求。测定此性能的方法与抗泡性类似,不过它是测定溶于油品内部的空气(雾沫)释放出来的时间。 ( 9 )橡胶密封性
在液压系统中以橡胶做密封件者居多,在机械中的油品不可避免地要与一些密封件接触,橡胶密封性不好的油品可使橡胶溶胀、收缩、硬化、龟裂,影响其密封性,因此要求油品与橡胶有较好的适应性。液压油标准中要求橡胶密封性指数,它是以一定尺寸的橡胶圈浸油一定时间后的变化来衡量。 ( 10 )剪切安定性
加入增粘剂的油品在使用过程中,由于机械剪切的作用,油品中的高分子聚合物被剪断,使油品粘度下降,影响正常润滑。因此剪切安定性是这类油品必测的特殊理化性能。测定剪切安定性的方法很多,有超声波剪切法、喷嘴剪切法、威克斯泵剪切法、 FZG 齿轮机剪切法,这些方法最终都是测定油品的粘度下降率。
( 11 )溶解能力
溶解能力通常用苯胺点来表示。不同级别的油对复合添加剂的溶解极限苯胺点是不同的,低灰分油的极限值比过碱性油要大,单级油的极限值比多级油要大。 ( 12 )挥发性
基础油的挥发性对油耗、粘度稳定性、氧化安定性有关。这些性质对多级油和节能油尤其重要。 ( 13 )防锈性能
这是专指防锈油脂所应具有的特殊理化性能,它的试验方法包括潮湿试验、盐雾试验、叠片试验、水置换性试验,此外还有百叶箱试验、长期储存试验等。 ( 14 )电气性能
电气性能是绝缘油的特有性能,主要有介质损失角、介电常数、击穿电压、脉冲电压等。基础油的精制深度、杂质、水分等均对油品的电气性能有较大的影响。 5、怎样储存管理润滑油(脂)
润滑油储存要求主要有:(分类存放、环境整洁、杜绝污染)
桶装油品
1) 运输和储存过程中要特别注意防止混入水份和杂质。
2) 桶装润滑油品的储存期可以比散装的长一些,但一般不要超过一年。
3)不同油品应分开堆放并标志清楚品名、牌号、级别、数量及入库等,以免发货时搞错。 6、润滑油使用过程的管理 (一) 润滑油的选用
1. 选用润滑油应综合考虑以下三方面的要素:
(1) 机械设备实际使用时的工作条件 ( 即工况 ) ; (2) 机械设备制造厂商说明书的指定或推荐; (3) 润滑油制造厂商的规定或推荐。
2. 润滑油性能指标的选定 (1) 粘度
粘度是各种润滑油分类分级的指标,对质量鉴别和确定有决定性意义。设备用润滑油粘度选定依设计或计算数据查有关图表来确定。 (2) 倾点
倾点是间接表示润滑油贮运和使用时低温流动性的指标。经验证明一般润滑油的使用温度必须比倾点高 5~ 10 ℃ 。 (3) 闪点
闪点主要是润滑油贮运及使用是安全的指标,同时也作为生产时控制润滑油馏分和挥发性的指标。润滑油闪点指标规定的原则是按安全规定留 1/2 安全系数,即比实际使用温度高昂 1/2 。如内燃机油底壳油温最高不超过 120 ℃ ,因而规定内燃机油闪点最低 180 ℃ 。 (4) 性能指标的选定
性能指标比较多,不同品种差距悬殊,应综合设备的工况、制造厂要求和油品说明及介绍合理决定。努力做到既满足润滑技术要求又经济合理。 ( 二 ) 润滑油的代用
1. 不同种类的润滑油各有其使用性能的特殊性或差别。因此,要求正确合理选用润滑油,避免代用,更不允许乱代用。
2. 润滑油代用的原则
(1) 尽量用同一类油品或性能相近的油品代用。
(2) 粘度要相当,代用油品的粘度不能超过原用油品的 ± 15% 。应优先考虑粘度稍大的油品进行代用。 (3) 质量以高代低。
(4) 选用代用油时还应注意考虑设备的环境与工作温度。 ( 三 ) 润滑油的混用
1. 不同种类牌号、不同生产厂家、新旧油应尽量避免混用。下列油品绝对禁止混用。 (1) 军用特种油、专用油料不能与别的油品混用。
(2) 有抗乳化性能要求的油品不得与无抗乳化要求的油品相混。 (3) 抗氨汽轮机油不得与其他汽轮机油相混。 (4) 含 Zn 抗磨液压油不能与抗银液压油相混。 (5) 齿轮油不能与蜗轮蜗杆油相混。 ( 四 ) 润滑油污染的控制
润滑事故除因润滑油选用或使用不当外,主要由于污染所致。
1. 污染润滑油的物质有尘埃、杂质、和水份。
2. 污染度的控制对液压油、汽轮机油、静压油膜轴承油和高速轴承油的抗磨损性能十分重要。 3. 控制污染的措施:
(1) 贮运润滑油品的容器必须清洁、密闭,且不与铜、锡等易于促进润滑油氧化变质的金属接触。 (2) 油品加入设备前要进行沉降过滤处理,保证清静度达到五级以上。
(3) 加油容器不可露置在大气中,尤其装油容器不可无盖。 (4) 贮存润滑油的油罐要定期清洗,及时排污。 (5) 油罐或油箱上设空气过滤呼吸器,在加油口设 100 目以上的滤器和防尘帽,搞好各部密封,在润滑 系统适当部位设滤器及排污阀。
4. 变压器油等电器用油对水份要求高,应尽量在天气干爽时换油。而且开盖后的油品要立即加进设备。
润滑脂的基础知识:
1、润滑脂的主要作用和分类
1)润滑脂的定义:润滑脂是由基础油、稠化剂、添加剂组成的一种稳定的半流体至半固体润滑材料。 2)润滑脂的作用:润滑脂的作用:润滑、防护、密封。
3)润滑脂的分类:按基础油不同,可分为矿物油润滑脂和合成有润滑脂。
2、润滑脂的性能指标
1)滴点:指在规定的条件下加热,达到一定流动性时的温度。它大体上可以决定润滑指的使用温度(滴点比使用温弃高15~30度)
2)锥入度:指在规定的温度和负荷下试验锥体在5s内自由垂直刺入油脂中的深度(单位为1/10mm)。它是润滑指稠度和软硬程度的衡量指标。{TodayHot}
3)胶体安定性(析油性):指在外力作用下润滑指能在其稠化剂的骨架中保存油的能力,用分油量来判定。当润滑脂的析油量超过5%-20%时,此润滑脂基本上不能使用。 4)氧化安定性:指在储存和使用中抵抗氧化的能力。 5)机械安定性:指在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。机械安定性差,易造成润滑脂的稠度下降。 6)蒸发损失:指在规定条件下,其损失量所占总量的百分数。它是影响润滑脂使用寿命的一项重要因素。
7)抗水性:指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉等的能力。
8)相似粘度:指其非牛顿流体流动时的剪应力与剪速之比值。转速高时其粘度低,反之则粘度较大。 3、润滑脂的合理选择
选择润滑脂时,主要应考虑摩擦副的工况(负荷、速度、温度)、工作状态(连续运转、断续运转、有无振动和冲击等)和工作环境(湿度、气温、空气污染程度等)。 (1)润滑脂的使用温度应至少低于其滴点20~30度
在使用温度高时,应选择抗氧化性能好、蒸发损失小和滴点高的脂;在使用温度低时,应选择低启动矩、相似粘度小的脂,如以合油为基础油的脂。
(2)所选的润滑脂应与被润滑摩擦副的使用速度相适应
在高转速时,要选用低粘度基础油制成的锥入度较大的润滑脂;对于低速用的脂,应选择以高粘度基础油制成的高锥入度牌号的润滑脂。
(3)所选润滑脂应与负荷大小相适应。
重负荷时,应选择基础油粘度高、稠化剂含量高的润滑脂。负荷特别大时,应注意选择加有极压添加剂或填料(二硫化钼、石墨)的润滑脂;中低负荷时,一般选用2号稠度皂纤维结构短、中等粘度基础油的润滑脂。
(4)所选润滑脂应与所使用的环境条件相适应
在空气潮湿或与水接触的环境下,应选用如钙基、锂基、复合锂基等抗水性好的脂;尘埃多时,应选择较稠硬(即牌号高一些)的脂,这样密封性较好,可防止杂质混入摩擦副中。 在强化学介质环境下,应选用如氟碳润滑脂这样的抗化学介质的合成油润滑脂。 (5)所选润滑脂应与摩擦副的供脂方式相适应
属集中供脂时,应选择00~1号润滑脂;对于定期用脂、脂杯等加注脂的部位,应选择1~3号润滑脂;对于长期使用而不换脂的部位,应选用2号或3号润滑脂。 (6)所选润滑脂应与摩擦副的工作状态相适应
如在振动较大时,应用粘度高、粘附性和减振性好的脂 4、润滑脂的正确使用
(1)所加注的润滑量要适当
加脂量过大,会使摩擦力矩增大,温度升高,耗脂量增大;而加脂量过少,则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。一般来讲,适宜的加脂量为轴承内总空隙体积的1/3~1/2。但根据具情况,有时则应在轴承边缘涂脂而实行空腔润滑。
(2)注意防止不同种类、牌号及新旧润滑脂的混用
避免装脂容器和工具的交叉使用,否则,将对脂产生滴点下降,锥入度增大和机械安定性下降等不良影响。
(3)重视更换新脂工作
由于润脂品种、质量都在不断地改进和变化,老设备改用新润滑脂时,应先经试验,试用后方可正式使用;在更换新脂时,应先清除废润滑脂,将部件清洗干净。在补加润滑脂时,应将废润脂挤出,在排脂口见到新润滑脂时为止。
(4)重视加注润滑脂过程的管理
在领取和加注润滑脂前,要严格注意容器和工具的清洁,设备上的供脂口应事先擦拭干净,严防机械杂质、尘埃和砂粒的混入。
(5)注意季节用脂的及时更换
如设备所处环境的冬季和夏李和温差变化较大,如果夏季用了冬季的脂或者相反,结果都将适得其反。 (6)注意定期加换润滑脂
润滑脂的加换时间应根据具体使用情况而定,既要保证可靠的润滑又不至于引起脂的浪费。 (7)不要用木制或纸制容器包装润滑脂
防止失油变硬、混入水分或被污染变质,并且应存放于阴凉干燥的地方。
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