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润滑脂简介及选用常识 一 润滑脂基本概念 1 什么是润滑脂 NLGI National Lubricating Grease Institute 美国国家润滑脂协会 最新定义 润滑脂是将一种或几种稠化剂分散到一种 或几种 液体润滑油中形成的一种固体或半固体的产物 为了改善某些性能 加入一些其它组分 添加剂或填料 2 润滑脂的触变性 当施加一个外力时 润滑脂在流动中逐渐变软 表观粘度降低 但是一旦处于静止 经过一段时间 很短 后 稠度再次增加 恢复 这就是润滑脂的触变性 润滑脂的这种特殊性能 决定了它可以在不适于用润滑油润滑的部位润滑 而显示出它的优越性 润滑脂的组成 润滑脂是由基础油 稠化剂和添加剂 包括填料 组成 基础油是液体润滑剂 有矿物油和合成润滑油之分 稠化剂是一些具有稠化作用的固体物质 添加剂是为了改善润滑脂某些性能而加入的物质 润滑脂的组成 基础油 1 矿物油 即指石油润滑油 优点 润滑性能好 粘度范围宽 不同粘度的油分别适用于制造不同用途的润滑脂 来源广泛 价格低廉 缺点 对高温 低温不能同时兼顾 或不能适应宽温度范围 同时对一些极高温 极低温 高转速 长寿命 耐化学介质 耐辐射等特种条件无法满足要求 要满足这些苛刻条件下使用的润滑脂 还得需要各种合成油 润滑脂的组成 基础油 2 合成油 合成油是指用各种化学反应合成的一大类功能性液体 不同的合成油在某些方面显示出比矿物油更好的优越性 目前润滑脂中常用的合成油有 合成烃类油 酯类油 硅油 含氟油 和聚醚型油等 一坪分公司多种合成润滑脂因采用合成油而具备在高低温 负荷能力 抗氧化 耐介质 适合高速 抗辐射等方面性能的优越性 并因此在航空 航天和各种民用设备的润滑方面取得了成功 润滑脂的组成 稠化剂 稠化剂分类 烃基 如地蜡 石蜡 石油脂等 皂基 目前最大的一类 有钠基 钙基 复合钙 锂基 复合锂 钡基 铝基 复合铝等 有机 脲类化合物 酰胺类化合物 有机染料 氟碳化合物等 无机 膨润土 硅胶 硼化氮 石墨等 二 润滑脂的优点和缺点 2 1 润滑脂的优点 1 润滑脂润滑无需复杂的密封装置和供油系统 可以降低设备的维护费用 2 润滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力强 因而润滑脂抗水 密封性和抗漏失性能突出 可以在密封不良甚至敞开的摩擦部件上使用 3 润滑脂使用寿命长 供油次数少 无需经常添加 4 润滑脂的油膜厚度比润滑油的油膜厚度厚 5 润滑脂的摩擦系数比润滑油低 节约动力消耗 6 润滑脂承载能力 减震能力和降噪能力更好 7 润滑脂的使用温度范围比润滑油更宽 2 2 润滑脂的缺点 1 润滑脂是半固体 常温下不流动 所以摩擦部件上加脂 换脂和清洗比较困难 2 混入的水份 灰尘 磨屑难以分离出来 3 润滑脂的润滑方式决定其冷却效果较润滑油差 4 对高转速不太适用 一般来说 普通的矿油润滑脂只允许使用的转速为DN值 轴承内径mm 转速r min 小于300 000 mm r min 随着润滑技术的发展 合成润滑脂可以使用到DN值50万 60万 甚至100万 三 润滑脂发展简介 最古老的润滑脂 考古证明公元前1400年的古埃及就有采用石灰混合植物油的膏状物来润滑马车的木制轮轴 现代意义的润滑脂 伴随工业革命的开始和发展 1872年 钠基脂 1882年 钙基脂 铝基脂 1940年 复合钙基脂 1942年 锂基脂 1952年 铝基脂 复合锂钡 之后 复合锂 复合铝 染料 酰胺 聚脲 硅胶 膨润 土 等大量不同类型稠化剂的润滑脂问世 同时基础油也随着各种新型合成基础油的问世和在民用上的推广 PAO 酯 硅油 聚醚 含氟基础油等被广泛应用在新型润滑脂的配方中 润滑脂的性能 高低温 耐介质 重负荷 高速等 也随之大大提高 四 反映润滑脂性能的主要技术指标 通过不同的试验 可以测定润滑脂的不同技术指标 这些技术指标可以在一定程度上预示润滑脂的实际工作性能 因此这些技术指标也成为润滑脂选用的重要参考 4 1锥入度 4 2滴点 4 3低温相似粘度和低温转矩 4 4压力分油和高温钢网分油 4 5润滑脂延长工作锥入度 4 6承载能力 4 7润滑脂氧化安定性试验 4 8润滑脂腐蚀试验 4 9润滑脂的防锈试验 其它还有 润滑脂蒸发试验 润滑脂抗水淋试验 润滑脂高温轴承寿命试验等 4 1润滑脂的锥入度 在规定重量 时间和温度的条件下 标准锥体利用自重刺入润滑脂样品的深度 单位为0 1mm 锥入度反映润滑脂的软硬程度 是设备润滑选择润滑脂的重要指标之一 4 2润滑脂的滴点 滴点是指润滑脂从固态变成液态的温度点 单位 是用以反映润滑脂高温使用性能的指标之一 但是滴点并不能单独决定润滑脂的使用温度 不同种类基础油的抗氧化能力的差异 稠化剂类型对基础油的氧化催化作用和抗氧化添加剂的选择也是润滑脂使用温度的决定因素 4 3润滑脂的低温相似粘度和低温转矩 低温相似粘度 是润滑脂剪切应力和用泊肃叶方程计算的剪速之比 单位泊或者Pa s 1泊 0 1 Pa s 用以反映润滑脂低温流动性能 是选择低温润滑脂要参考的重要指标 相同温度下 粘度数值越小则低温性越好 低温转矩 低温转矩是指低温条件下 装填润滑脂的标准开式204滚珠轴承在1rpm转速下转动时为阻滞轴承外环所需要的力矩 测量得到的力矩可以得到启动力矩和转动力矩两种 单位g cm 用以反应润滑脂低温状态下的工作能力 同理 力矩越小 润滑脂的低温性能越佳 4 4润滑脂的常温压力分油和高温钢网分油压力分油 常温下润滑脂在一定压力和时间析出基础油量的多少 单位w w 用以反映润滑脂常温条件下的胶体安定性能 高温钢网分油 在高温条件下 其自重将润滑脂中的基础油压出量的多少 单位w w 用以反映润滑脂高温条件下的胶体安定性能 有研究表明 润滑脂胶体安定性差 可以导致润滑脂在运转过程中分油流失 从而影响轴承的运转寿命 4 5润滑脂延长工作锥入度 延长工作锥入度是指润滑脂在工作器中经过10万次剪切之后的锥入度测定值 单位0 1mm 一般情况下润滑脂经剪切会变稀 其与60次工作锥入度的差值反映润滑脂的剪切安定性 有研究证明 剪切安定性差的润滑脂在高速长期运转轴承中的流失严重 会影响到润滑脂的使用寿命 4 6润滑脂四球试验 四球试验原理 将试验头下方的三个标准钢球固定作为承重部件 并将润滑脂填充在承重球固定杯内 上方的标准钢球通过传动装置施加负荷 在设定的温度 转速和负荷下进行运转 通过钢球的运转状态来确定润滑脂润滑 极压性能 最大无卡咬负荷PB 在一定温度 转速下 钢球在润滑状态下不发生卡咬的最大负荷 此指标测量值越高 说明润滑脂润滑性能越好 烧结负荷PD 在一定温度 转速下逐级增大负荷 当上方钢球和下方钢球因负荷过重而发生高温烧结 设备不得不停止运转的负荷即烧结负荷 烧结负荷越高 说明润滑脂的极压润滑性能越好 磨迹d 在一定温度 转速 负荷和运转时间下 承重钢球表面因摩擦导致磨损斑痕直径的大小即磨迹 磨迹越小 说明润滑脂的抗磨损能力 润滑性越好 4 7润滑脂氧化性 润滑脂在贮存和使用过程中抵抗空气 氧气 的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力 叫氧化安定性 润滑脂氧化的结果导致酸性物质的产生 对金属产生腐蚀 常用氧化实验方法有氧弹法 即SH T0325 它是将一定量的润滑脂装入充有氧压的氧弹中 在99 温度下经受氧化 在规定的时间后 一般为100小时 由相应的氧气压力降来确定润滑脂的氧化安定性 4 8润滑脂防腐蚀性能 腐蚀性试验是检查润滑脂对金属是否产生腐蚀的指标 脂的抗腐蚀性能对防护性润滑脂尤为重要 测定润滑脂腐蚀性能 常用的方法有GB T7326铜片腐蚀试验法 GB T0331润滑脂腐蚀试验法 T3铜片 45 钢片 它们都是将试验金属片插入润滑脂中 在规定的时间 温度后取出金属片 观察金属片颜色的变化 并与标准色板比较 判断润滑脂的腐蚀级别或合格与否 4 9润滑脂的防锈性能 防锈性能是用来评价润滑脂在有水或水蒸气的条件下对轴承的防护性 对于在潮湿环境中使用的润滑脂有重要的意义 常用的方法有GB T5218轴承静态防锈试验 将润滑脂装入轴承 并将轴承置于52 相对湿度100 的烘箱中 48小时后观察轴承是否有腐蚀点 以判断润滑脂的防锈性能级别 近年来又引进国外常用的动态防锈试验即Emcor试验法 将轴承装脂后一半浸入蒸馏水或海水中 运转8小时 停16小时 连续7天后观察轴承的锈蚀情况 以去顶润滑脂的防锈性能级别 这种方法比静态防锈试验条件更苛刻 用语评价对抗水 抗海水要求严格的润滑脂 润滑脂其它评价方法 润滑脂蒸发试验 一定时间温度下 润滑脂蒸发损失量 用重量百分比表示 润滑脂蒸发是衡量润滑脂高温性能的重要参数 润滑脂在使用过程中因为蒸发变干 会导致润滑失效 直至设备损坏 润滑脂抗水淋试验 在一定温度下 以一定的水流量直接冲刷装有润滑脂的运转中的轴承 考察一定时间后 润滑脂被冲掉的量 用重量百分比表示 抗水性能对钢厂许多工况条件下运行的设备都非常重要 润滑脂高温轴承寿命试验 通过直接测定在一定温度 转速和负荷下 装填测试润滑脂的标准轴承的实际运转寿命来评价润滑脂的性能 轴承寿命是润滑脂综合性能的体现 五 润滑脂的选择 5 1 润滑脂的选择应考虑的几个方面 1 使用润滑脂的目的 减摩 防护 密封 2 润滑部位的工作温度 3 润滑部位的负荷 4 润滑部位的速度 5 润滑部位的环境和所接触的介质 6 润滑脂的加注方式 7 从综合经济效果考虑 8 详细参看说明书 对老牌号润滑脂应仔细辩别 5 2 润滑脂选择代用程序 搞清楚设备工况 了解原用脂 或说明书推荐用脂 的情况 了解代用候选脂的性能和使用实例 选定或委托研制合适的代用脂 使用试验 确定纳入润滑管理程序 5 3 按照使用要求选用代用脂 5 3 1温度 轴承运行温度每升高10 15 润滑脂的轴承寿命就降低一半 选择高温用脂并重点关注脂的滴点 蒸发度 氧化安定性 高温烘烤试验等性能 选择低温用脂应该注意低温下的相似粘度 低温转矩 温度对氧化速率的影响 滚动轴承按照温度选用的润滑脂类 轴承的使用温度 润滑脂类型 50 60 钙基脂 100 短期到120 锂基脂 150 短期到180 酰胺钠基脂 复合锂基脂 聚脲润滑脂 250 短期到300 特种有机稠化剂 聚脲 PTFE 40 150 低温润滑脂 硅油润滑脂 按照温度选择润滑脂 润滑脂 润滑脂的主要性能与应用 稠化剂 基础油 使用温度 滴点 抗水DIN51807 防腐性 DIN51802 极压性 对滚动轴承适应性 应用 12羟钙 矿油 02 70 130 0 40 0 2 密封润滑脂 锂皂 矿油 30 120 200 0 2 90 0 3 标准滚动轴承脂 酯类油 60 120 200 0 2 90 0 3 高 低温 高速脂 聚醚 40 140 200 1 2 90 1 5 高温脂 硅油 60 160 200 0 90 0 3 高 低温脂 钠皂 矿油 20 100 130 200 3 90 2 5 标准滚动轴承脂 铝皂 矿油 20 70 230 0 1 90 0 3 高温脂 复合钡皂 矿油 30 120 200 0 90 0 1 极压脂 酯类油 40 120 200 0 90 0 1 高速 极压 低温脂 复合钙皂 矿油 30 120 200 0 90 0 1 极压脂 密封脂 酯类油 50 140 200 0 90 0 1 高速 极压 低温脂 复合钠皂 矿油 30 160 220 1 90 0 1 高温脂 硅油 50 200 220 1 90 0 1 长寿命脂 复合锂皂 矿油 30 140 250 1 90 高温多效脂 酯类油 50 160 250 1 90 宽温多效脂 膨润土 矿油或酯类油 30 160 220 0 90 0 5 高温脂 聚脲 矿油 20 160 250 0 90 0 1 高温长寿命脂 酯类油 40 180 250 0 90 0 1 高低温长寿命脂 聚苯醚 5 200 250 0 90 0 1 高温长寿命脂 硅油 60 250 250 0 90 0 1 宽温润滑脂 PTFE FEP 硅油 50 200 无 0 90 0 3 高低温长寿命脂 全氟聚醚 40 260 0 90 0 1 高温抗化学终生润滑脂 典型润滑脂高温氧化安定性对比 脂名称 压力降磅 英寸2 锥入度变化 24h 48h 72h 96h 脲基脂A 3 5 10 18 90 脲基脂B 1 2 4 5 22 脲基脂C 2 3 6 8 18 锂基脂C 4 6 25 60 流体 锂基脂B 5 15 22 55 流体 复合铝基脂 8 21 38 48 流体 复合钙基脂 3 6 28 45 流体 5 3 2 速度的影响 n 五种脂的试验表明 转速增加2000rpm 轴承寿命减少一半 lgLs 3 73 0 00016n n 通常用速度因素dN表示脂的速度极限 dN值是随着轴承 润滑脂的发展水平而变化的 轴承类型 dN值 使用年代 滚动轴承 200000 1968 滚动轴承 350000 1978 单列深沟球轴承 450000 1979 单列 带防尘盖 轴承 450000 1979 单列角接触球轴承 15 350000 1987 滚动轴承用合成润滑脂润滑的速度因素 使用场合 轴承 润滑脂 工作dN值 mm r min 1 部位 温度 寿命 h 类型 内径 mm 转速1000rpm 汽车空转轮 130 500 1200 深沟球 10 20 10 20 矿油或多元醇酯聚脲 400000 汽车冷气装置用电磁离合器 130 500 1200 双列深沟球 30 40 7 12 多元醇酯聚脲 480000 NRI 1250三坐标数控铣床 常温 500 角接触球轴承 100 6 7018高速脂 600000 内圆磨床电机主轴 60 1000 136203 15 40 7018高速脂 600000 气流精纺机 50 60 3000 球轴承 10 80 酯类油和合成烃锂皂 800000 高速无人驾驶飞机 200 0 5 双列角接触球轴承和滚子轴承 25 46 双酯锂基脂或氟油PTFE 1150000 离心喷雾干燥器转子 120 140 18 60 70 7018高速脂 1260000 DZ60主轴 强制水冷 间断工作 B7005C 25 60 7018高速脂 1500000 根据DN值 温度 以及润滑方式选择脂的稠度 针对集中润滑系统用润滑脂 一般选择1 稠度润滑脂 但有时也可以根据供脂管线的长短 以及泵送系统性能的差异选择2 或0 润滑脂 5 3 3 负荷的影响 对于重负荷设备轴承 必须关注润滑脂的极压润滑性能 说明润滑脂极压润滑性能的最常见指标就是四球试验数据 PB 此指标测量值越高 说明润滑脂润滑性能越好 PD 烧结负荷越高 说明润滑脂的极压负荷能力越高 d 磨迹越小 说明润滑脂的抗磨损能力 润滑性越好 5 3 4环境的影响 水 化学介质 安静 防尘都对脂提出特殊要求 润滑脂的性能指标会反映出适应这些环境要求的能力 二 市场上常见的润滑脂品种各有哪些特点 1 钙基润滑脂 抗水性好 但耐热性差 最高使用温度 60 价格 低 2 钠基润滑脂 抗水性极差 耐热性和防锈性一般 一般使用在80 左右 价格较低 3 铝基润滑脂 防锈性好 耐热性和抗水性差 最高使用温度50 价格低 4 通用锂基润滑脂 耐热性好 抗水性 防锈性好 最高使用温度120 价格适中 5 极压锂基润滑脂 耐热性好 抗水性 防锈性好 极压性能好 最高使用温度120 适用 于负荷较高的机械设备和轴承及齿轮的润滑 价格适中 6 二硫化钼极压锂基脂 耐热性好 抗水性 防锈性好 极压性能好 最高使用温度120 适用于负荷较高或有冲击负荷的部件 价格适中 7 膨润土润滑脂 耐热性好 抗水性较好 防锈性差 最高使用温度在130 左右 价格相对较高 8 复合钙基润滑脂 耐热性 抗水性 防锈性好 机械安定性 抗剪切性 较好 最高使用在130 左右 价格较高 9 极压复合锂基润滑脂 耐热性 抗水性 防锈性 机械安定性 极压性好 最高使用在160 价格较高 10 聚脲脂 耐热性好 抗氧化性好 抗水性好 极压性好 有较长的轴承寿命 还具有一定的抗辐射性 是一种新型润滑脂产品 目前国内还没有国标和行业标准 价格高 三 根据工作温度选用润滑脂 润滑部位的工作温度是选择润滑脂的重要依据 使用润滑脂的典型部件是滚动轴承 就有关轴承温度和润滑脂的寿命的关系来看 轴承温度每上升10 15 润滑脂的寿命要降低约1 2 一般来说 轴承外圈温度比内圈温度低15 左右 在中低速 3000 5000r min 工作的轴承温度与内部介质的温度近似 对于在室内使用的机器轴承 如机床 间断启动的电机 手动工具 仪表和精密机械等 一般工作温度范围为10 50 对于运输机械 建筑机械 农业机械等室外工作的机械轴承 一般工作温度随大气温度变化而变化 我国大多数地区大气温度变化从 40 40 增大负荷 加快速度 环境温度升高 润滑脂装得太满以及长期连续工作等因素都使滚动轴承温度升高 例如 在颈项负荷为1470N 150kgf 转速8000r min条件下工作的240轴承 温度可达40 70 对于沿着大道行驶的载重汽车的轮轴承 温度可达40 80 大型发电机轴承 温度可达89 90 飞机起落架 高温电机等滚动轴承温度可达150 200 或更高 考虑润滑脂的耐温性能 不仅是看润滑脂的滴点的高低 而且还应考虑其基础油的类型 抗氧化性能 蒸发性能等等 最高温度40 50 应选用矿油钙基脂或锂基脂 最高温度100 120 应选用矿油锂基脂或矿油复合皂基脂 最高温度150 应选用矿油或合成烃油的复合锂基 铝基或钡基脂 最高温度180 200 应选用酯类油 合成烃 烷基硅油的复合锂基 聚脲 膨润土或酰胺脂 最高温度250 应选用苯基硅油 全氟聚醚的脲基脂或含氟脂 最高温度300 应选用高苯基硅油的氮化硼脂或硅胶脂等 以上说的是高温情况 润滑部位的工作温度有些情况下处于较低温度 一般来说 温度处于 30 以下 必须使用合成油的润滑脂 特别是一些仪表用微型轴承 启动力矩小 选用润滑脂时要特别注意 合成油润滑脂的最低极限温度是 80 四 润滑脂混合时的性能变化 润滑脂使用中不同润滑脂的混合是不可避免的 但要注意混合后性质变化不影响使用 密土封式轴承采用高级长寿命润滑脂一次封入时 可以延长润滑脂寿命脉并且防止染 而且免除了定期加脂的麻烦 这是最理想的 但有些轴承还必须采用开放型的 而且必须按规定补充润滑脂 在这种情况下不同润滑脂的混合有时是不可避免的 然而 由于混入不应按规定补充润滑脂而发生事故的情况也是屡风不鲜的 有些不同润滑脂互混合后的性质 并不像所想像的那样是算术加成关系 而是发生预想不到的性能变化 尤其是有些性能是变坏 为了掌握混合时变化情况 防止变质事故 必须铭记几种主要常用润滑脂互混后性质变化和规律 以有利于润滑工作并充分发挥润滑脂的特性 一 一般皂基脂混合后的性能变化 1 滑脂混入钠 钡 锂基润滑脂 混入对性能都不致有坏的影响 而且还可能改善其耐温和耐用寿命等性能 当混入20 40 的钠基蛙脂时 会表现出滴点下降 而当混入70 时 则滴点显著升高 2 钠基润滑脂混入10 的钙 钡或锂基脂进影响很小 但当混入20 时则影响较大 混入膨润土脂或硅胶脂时几乎对性能没什么影响 只是当混入量较大时 则表现为混入润滑脂的性能 钠基脂里混入锂基脂到50 时表现软化现象 混入75 还是相容的 3 锂基润滑脂混入10 左右的钠基或钡基脂时 对其性能影响就较大 主要表现为滴点降低和耐用寿命变坏 但混入10 左右的钙基脂时 表现出的性能影响较小 混入膨润土脂或硅胶脂时的影响 要比混入钙基脂时稍大 4 钡基润滑脂混入既或少量的钠或锂基脂时 对其性能也有影响 但混入钙基脂或膨润土或硅胶脂时的影响较小 5 膨润土脂和硅胶胶互混合时的影响很小 各种皂基润滑脂的互相混合时的影响很小 混合后性能显著变化 混合后性能很少变化 Li A1 Ca A1 Li Ba Ca Li Li Na Ca Na Li Ba Na A1 多效通用润滑脂混合后的性能变化 各种润脂混合比例25 75 的范围内的混合性能可归纳如下 1 12 羟基脂酸基脂的影响小 而且互相混合的适应性能很好 一般硬脂酸基脂锂的影响小 而且互相混合的适应性很好 复合钙基脂的影响较大 而且互相混合的适应性也不良 复合铝基脂的影响比钙基脂时的影响较小 对苯二甲酰胺脂的影响很小 而混合适应性也不良 聚脲基脂的影响比和对苯二甲酰胺盐基脂混时的影响稍大 但混合适应性良好 2 对苯二甲酰胺盐基润滑脂混入 硬脂酸锂基脂12 羟基硬功夫脂酸钙皂的影响小 而且混合物适应性良好 复合钙基脂时有所影响 而且混合适应性也比混锂基脂时差 和复合铝基脂混合时的影响比复合钙基时小 但混合适应性不好 反之 向复合钙基脂或复合铝基脂中混入对苯二甲酰胺基脂时 对钙基脂的影响稍大而性能也稍差 聚脲基脂时虽有一定的影响 但混合适应性良好 3 聚脲基润滑脂混入 12 羟基硬脂酸锂基脂或硬脂酸锂基脂的影响小 而且混合适应性良好 复合钙基脂及复合铝基脂时都有所影响 特别是当和复合钙基脂等量混合时的影响最大 而且混合适性也差 对苯二甲酰胺盐基脂时影响小 而且混合适应性也好 五 润滑脂在使用中为什么会流失 怎样避免 主要有三方面的原因 1 化学原因 由于在磨擦润滑部位受热及空气的影响 基础油和稠化剂被氧化 导致润滑脂的皂结构被破坏 使用中出现软化流失 2 物理原因 由于磨擦部位的运转 润滑脂不断受到剪应力的影响 使皂结构受到破坏 软化流失 3 杂质原因 运动体内产生磨耗 这些金属粉能加速润滑脂的氧化产生有机酸 从而破坏脂结构 造成润滑脂失效 根据设备的使用工况 包括负荷 温度 转速等 正确选择润滑脂 可延长润滑脂的使用寿命 六 润滑脂的触变性 润滑脂的触变性是指润滑脂受到剪切作用时 稠度下降发生软化 而当剪切作用力停止后稠度会逐步恢复的特性 润滑脂在受到剪切作用时 构成连续骨架的个别皂纤维之间的接触部分开始滑动至脱开 使体系从变形到流动 在长期或高剪力作用下 皂纤维本身也会遭到破坏而被剪断 因此表现为稠度下降 剪切作用停止后 结构骨架又开始恢复 但皂纤维重新排列要一定时间 所以稠度恢复是一个缓慢过程 重新形成的骨架也与原来的有差别 例如 随皂纤维的接触点减少 结构骨架就比原来未破坏前的强度低 稠度下降 反之 随皂纤维数增加 接触点增多 稠度就比原来的大 七 润滑脂的流变性 牛顿流体和非牛顿流体的剪速与剪力的关系是润滑脂在受到外力作用时的流动和变形的特性 主要表现如下 1 当润滑脂不受外力作用时 能象固体一样保持一定形状 即在静止时不会自动流失 2 当受到微弱外力作用后 产生弹性变形 移去外力后又能恢复到原来的位置与形状 呈现出固体的弹性特性 3 当施加的外力足够大时 润滑脂发生形变和流动 因而不再能自动恢复到原来的位置和形状 因此润滑脂在机械运转部件上的启动力矩比液体润滑油大 4 在润滑脂流动过程中 随着所受剪应力增大 皂纤维在不同程度上定向排列 会使体系的表观粘度 或相似粘度 随之减小 在此阶段 润滑脂的表观粘度随剪速的增大而减小 5 在受到极高剪应力的情况下 剪速很大 润滑脂的流动象牛顿流体一样 粘度能保持一个常数 而不再随剪切速度的变化而改变 八 根据使用目的选用润滑脂 选择润滑脂时 首先应明确使用润滑脂的目的 按润滑脂所起的作用 润滑脂大致可分为减摩 防护 密封三大类 就看需要涂抹润滑脂的部位 润滑脂所要起的作用以哪一个为主 来选用符合要求的润滑脂 作为减摩用润滑脂 主要应考虑耐高低温的范围 耐转速的界限 负荷的大小等 作为防护润滑脂 则应重点考虑接触的金属 接触的介质是水气还是化学气体 在润滑脂的性能方面 应着重考虑对金属的防护性的指标 抗氧化性 抗水性等方面性能 作为密封润滑脂 则应首先考虑接触的密封件材料 是橡胶还是塑料 或者金属 尤其是用橡胶和塑料为密封元件时 一定搞清楚橡胶的牌号 根据润滑脂同橡胶的相容性来选择适宜的润滑脂 其次是应考虑接触的介质 如水 醇类 油 是静密封还是动密封 若是静密封应选择粘稠一点的密封润滑脂 若是动密封 应选择基础油粘度不能太大的润滑脂 介质是水或醇类应选用大粘度石蜡基的基础油的酰胺脂 脲基润滑脂 介质是油类的应选用7903脂等耐油密封脂 九 根据经济性选用润滑脂 从经济方面考虑选择适合的润滑脂 是每一个润滑脂使用者十分关心的事情 选用润滑脂不能只看哪一种润滑脂便宜 更重要的是看这种润滑脂的性能如何 从经济上考虑应综合考查一种润滑脂使用以后是否延长了润滑周期 是否减少了加注次数 润滑脂的消耗量 轴承的消耗数量 降低了检修费用 停工造成的生产损失等等 如某钢厂热轧车间的叠轧机 传统上是使用钙基润滑脂 价格约在4000元 吨左右 虽然价格比较便宜 但性能不能满足要求 轧机检修频繁 每月检修一次 每次检修约16小时 后来 选用2号复合锂基脂 价格约是12000元 吨 表面上看 复合锂基脂的价格是钙基脂的3倍 但复合锂基脂的性能优良 使检修周期延长到四个月修一次 每次检修仅用了12小时 缩短了4小时 并且每次检修不像用钙基脂时全部更换 只是稍补加一些就行了 更可观的是 原用钙基脂时每年得换压下丝杆和蜗轮一次 价值20000元 该车间共有4台叠轧机 就这一项每年可节约11万多元 而润滑剂的消耗量 仅为钙基脂时的1 5 而且可以多开工 增加的生产效益是更大的数字 像这样使用高级润滑脂 提高综合经济效益的实例是很多的 国外发达国家近年来 在许多设备上使用高档润滑脂 其原因就在于此 十 根据加注方法选用润滑脂 润滑剂的加注方法 有人工加注和泵集中加注 涂抹或填充 脂枪加注 脂杯加注等都为人工加注 汽车上使用润滑脂时 都采用人工加注 如轮毂轴承采用人工填充法 钢板弹簧用人工涂抹法 钢板弹簧销等 设有注油嘴 采用脂枪加注法 分电器传动轴采用脂杯加注法 采用人工加注的部位 在选择润滑脂主要应考虑它的稠度 一般选1 3号稠度的润滑脂 最好选用2号稠度的脂 加注比较容易 寿命也较长 有些润滑设备采用集中加注法 潜艇的首尾升降舵活动关节 这些部位均在仓外 当潜艇在下水工作时 无法向这些部位加注润滑脂 因此就采用由仓内通过管道向这些部位定时定量压送润滑脂进行润滑 工业上 集中加注润滑脂更为广泛 如钢厂的输送锟轴承 因锟子排列很长距离 数量多 采用集中加注润滑比较方便 集中加注润滑要通过很长的管道 为了加注方便 不致使泵压过大 采用润滑脂的稠度一般为1号 0号 最好选用0号稠度的脂 从润滑稠度来考虑 一般密封脂 如阀门的阀杆的密封脂 采用4号 5号稠度 高转速或超高转速的部位 应采用3号 2号稠度 一般通用多采用2号 1号稠度 集中加注润滑脂采用1号 0号稠度 减速箱齿轮用脂采用00号 000号稠度 十一 根据环境选用润滑脂 润滑部位所处的环境和所接触的介质对润滑脂的性能有极大影响 因此在选择润滑脂时 应慎重考虑 潮湿或易与水接触的部位 不宜选择钠基润滑脂 甚至可以不选用锂基润滑脂 因为钠基润滑脂抗水性较差 遇水容易变稀流失和乳化 有些部位用锂基脂也无法满足要求 如立式水泵的轴承可以说是经常浸泡在水中的 用锂基脂也发生乳化 寿命很短 轴承很容易损坏 在这样的部位应当选用抗水性良好的复合铝基润滑脂或脲基润滑脂 汽车 拖拉机和坦克底盘 常在潮湿与易与水接触的环境下工作 我国目前多用钙基润滑脂或锂基润滑脂 国外许多选用抗水性能更好的锂 钙基脂或脲基润滑脂 与酸或酸性气体接触的部位 不宜选用锂基脂或复合钙 复合铝 膨润土润滑脂 这些润滑脂遇酸 弱酸 或酸性气体如空气中含微量的HCL 润滑脂会变稀流失 造成轴承防护性不良 容易腐蚀 更为严重的是润滑不良 还有某些印染厂使用活性燃料放出HCL气体 不仅设备造成腐蚀 而且使轴承内的润滑脂很容易变质 这些部位应选用抗酸性能好的复合钡基润滑脂或脲基润滑脂 若是接触强酸或强氧化介质 则应使用全氟润滑脂 十二 根据负荷选用润滑脂 矿石粉碎机 球磨机等机械的轴承受到较大的冲击负荷 大型电机的定子重量在成吨以上 所以轴承负荷是比较大的 齿轮的润滑条件是相当苛刻的 存在滚动摩擦和滑动摩擦 一般齿轮所传递的力都是比较大的 还有蜗轮蜗杆都是承受较大的负荷 在这些部位选用润滑脂必须考虑抗磨性和极压性 现在许多设备管理人员 认为只要是负荷大的部位都用二硫化钼润滑脂或石墨润滑脂 实际上应考虑润滑脂中加抗磨极压添加剂 十三 润滑脂用量的一般原则 国外学者曾对润滑脂的润滑机理进行大量的研究证明 滚动轴承内的润滑脂在一开始进行了复杂的流动后 就进入安定分布状态 遗留在摩擦部位的极少量流动性润滑脂起着主要的润滑作用 而遗留在外罩内的润滑脂本身并不流动 即不起直接的润滑作用 但是遗留在外罩内的润滑脂起密封作用 以防止遗留在摩擦部位的流动性润滑脂流出 实验证明 如将外罩内的润滑脂在轴承运转后50小时后除去 则轴承磨损要增加 同时因受热 振动等影响 从轴承内外的静止状态润滑脂中分离出来的基础油又进入摩擦表面也起润滑作用 显然轴承内过多的润滑脂是不必要的 由于脂的油膜修补性不强等原因 会使轴承的润滑状态变坏 因此 确定轴承中润滑脂合适的填充量是很重要的 可见润滑脂填充过多或不足 都会引起轴承温度升高 不能保证轴承持续最佳运行 滚动轴承里一般的润滑脂填充量可参考下面原则 1 一般轴承内不应装满润滑脂 以装到轴承内腔全部空间的1 2 3 4即可 2 水平轴承填充内腔空间的2 3 3 4 3 垂直安装的轴承填充腔内空间的1 2 上侧 3 4 下侧 4 在容易污染的环境中 对于低速或中速的轴承 要把轴承和轴承盒里全部空间填满 5 高速轴承在装脂前应先将轴承放在优质润滑油中 一般是用所装润滑脂的基础油中浸泡一下 以免在启动时因摩擦面润滑脂不足而引起轴承烧坏 十四 世界润滑脂产量及品种构成 98年NLGI调查产量 70 9万吨 品种构成 铝皂基脂 4 77 CO Al 4 58 钙皂基脂 14 80 CO Ca 3 0 锂皂基脂 64 83 CO Li 11 7 钠基脂 3 52 聚脲基脂 4 23 膨润土脂 3 72 其他 4 13 美国和加拿大 产量 20 63万吨 品种构成 铝皂基脂 8 88 CO Al 8 75 钙皂基脂 5 70 CO Ca 1 67 锂皂基脂 66 57 CO Li 26 39 钠基脂 0 85 聚脲基脂 8 35 膨润土脂 7 31 其他 1 7 日本 产量 7 21万吨 品种构成 铝皂基脂 2 77 CO Al 2 77 钙皂基脂 14 53 CO Ca 0 31 锂皂基脂 58 25 CO Li 0 32 钠基脂 0 21 聚脲基脂 12 08 膨润土脂 0 48 其他 11 67 中国 产量 6 695万吨 品种构成 铝皂基脂 3 43 CO Al 3 37 钙皂基脂 29 76 CO Ca 3 0 锂皂基脂 53 84 CO Li2 02 钠基脂 3 29 聚脲基脂 0 39 膨润土脂 3 43 其他 8 86 十五 润滑脂的特殊理化性能 润滑脂除一般理化性能外 专门用途的脂还有其特殊的理化性能 如防水性好的润滑脂要求进行水淋试验 低温脂要测低温转矩 多效润滑脂要测极压抗磨性和防锈性 长寿命脂要进行轴承寿命试验等 这些性能的测定也有相应的试验方法 十六 车用润滑脂使用有讲究 实行空毂润滑 在我国 汽车前 后轮轴承的润滑方式有两种 一种是不仅在轴承上装满润滑脂 轮毂内腔也加满润滑脂 这种传统的润滑方式叫做满毂润滑 另一种是只在轴承上加入润滑脂 轮毅内腔仅薄薄地涂上一层润滑脂防锈 这种方式叫做空毂润滑 对汽车轮毂轴承进行润滑时 多数人习惯采用满毂润滑 即在轮毅内腔填满润滑脂 这样做不但无益 而且有害 轮毂内腔填满润滑脂后 导致轴承散热不良 阻力增大 从而使轴承温度升高 润滑脂变质加快 另外 润滑脂受热膨胀后 还会挤坏油封 使润滑脂淌到制动蹄片上 从而使制动失灵 酿成事故 而采用空毂润滑 即在轮毂内腔薄薄地涂上一层润滑脂 不但可以防止上述危害 还可以节约大量润滑脂 以CA1091型汽车为例 采用满毂润滑1个维护期 1 75万公里 4个车轮用脂量为3 5 4公斤 而采用空毂润滑只需要0 5公斤左右 据试验 用同等力转动车轮 空毂润滑可以转动11 5圈 满毂润滑只能转动6圈 证明空毂润滑对节约动力也是有利的 所以在实际工作中 应采用空毂润滑 合理选用品种 牌号 目前 我国大部分车辆使用2号 3号钙基润滑脂 这在一般使用条件下能满足要求 其中 2号钙基润滑脂的稠度较小 从便于加注和减少摩擦阻力方面考虑 在使用温度不高的条件下 用2号钙基润滑脂较为适宜 但2号钙基润滑脂的最高使用温度低于3号钙基润滑脂5 左右 因此在南方的夏季或山区行驶 且轴承温度较高的情况下 宜使用3号钙基润滑脂 在使用中 钙基润滑脂的最大问题是耐温性差 它的使用温度不能超过70 80 否则 便会软化流失 由于汽车在不同条件下行驶时 温度相差很大 因此 应根据具体情况选用不同的润滑脂例如 汽车在北京地区一般山路上行驶时 轮毅轴承温度约在60 左右 此时可使用2号或3号钙基润滑脂 如果下坡较多 频繁使用制动 制动毂产生大量热量 传至轴承 从而使轴承温度达到70 80 此时如使用钙基润滑脂 便会产生流油现象 因此 应使用钙钠基润滑脂 或滚珠轴承脂 或锂基润滑脂 钙钠基润滑脂耐水性差 不能用在经常涉水的汽车上 在南方夏季 尤其是下长坡时 轴承温度可能超过l00 此时最好使用锂基润滑脂 否则 将使润滑脂软化流失 这样不仅浪费润滑脂 而且使轴承提前损坏 钢板弹簧润滑一定用石墨润滑脂 有的驾驶员在三级保养时 常不用石墨润滑脂 而用钙基润滑脂 甚至有的刷机油 这样钢板弹簧容易损坏 特别是在工地 山地及道路差的路况下行驶时 车辆颠簸大 钢板弹簧所承受的冲击负荷大 更易损坏 由于在石墨润滑脂中加有石墨 因此填充了钢板间的粗糙面 提高了钢板弹簧耐压 耐冲击负荷的能力 模拟汽车钢板弹簧振动试验表明 使用钙基润滑脂的钢板弹簧连续振动700次断裂 而使用石墨钙基润滑脂的钢板弹簧连续振动1500次才断裂 使用寿命延长了1倍以上 盛装 分发容器 工具要清洁 盛装润滑脂时 要检查容器 工具是否清洁 装润滑脂的容器要盖严 防止机械杂质混入 使用时 若发现润滑脂表面有灰尘 杂物等 应刮去 切不可搅混 分发润滑脂应当使用专用工具 容器 工具用过后 应用塑料袋套上 剩余的润滑脂表面应刮平 十七 常用脂润滑装置 1 脂杯润滑 脂杯润滑是一种简单易行 效果良好的干油润滑方法 根据润滑点不同结构 不同部位 不同工作特点 采用相适应的脂杯固定在设备润滑点上 带阀的