润滑基础知识

1、润滑基础知识润滑基础知识西班牙老鹰中国代表处西班牙老鹰中国代表处 黄勃黄勃1引言引言埃米尔埃米尔石刻石刻的故事，公元前的故事，公元前2400年古埃及人已经掌握了像重物下倾倒年古埃及人已经掌握了像重物下倾倒“油油”以达到减少摩擦系数方便位移的以达到减少摩擦系数方便位移的“润滑润滑”目的！这就是有记载的最早的目的！这就是有记载的最早的“润滑润滑”学学应用！应用！引言引言3“夫水所以能成其至德於天下者，以其淖溺润滑也。”刘安（公元前179-前122） 淮南子原道训 润滑：是摩擦学研究的重要内容。润滑：是摩擦学研究的重要内容。 改善摩擦副的改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的摩擦状态以降低摩擦

2、阻力减缓磨损的技术措施技术措施。 润滑基础知识润滑基础知识4润滑的意义润滑的意义润滑剂的构成润滑剂的构成润滑剂润滑剂的性能指标的性能指标润润滑的状态滑的状态12341润滑的意义摩擦润滑润滑的意义润滑的意义润滑无处不在润滑无处不在你可能未注意到的润滑你可能未注意到的润滑固态润滑膜固态润滑膜，尤其是表面加工中的包涂（coating）可以使材料本身与空气隔绝，减少因氧化或接触空气中的有害物质对材料造成的损害，达到延长材料使用寿命和美观光洁的目的。生物润滑生物润滑，护发素中的润滑剂成分在我们的发丝表面形成了一层膜，起到了分隔发丝的作用；护手霜就像地板上的蜡一样将皮肤与空气隔开，减少氧化，避免与空气中的

3、有害物接触；万能的润滑剂还可以注射到你的身体里代替损坏的软骨，让你不仅可以小跑，还可以大跳了！水润滑水润滑，水是可以润滑的，不注意水润滑，第一个摔跤的就是你！润滑的意义润滑的意义润滑的意义润滑的意义磨床磨工件的表面粗糙度最高可达到：1、磨外圆：粗磨Ra：0.8，半精磨：Ra：0.2，精磨Ra：0.0252、磨平面：粗磨Ra：1.6，半精磨：Ra：0.4，精磨Ra：0.025。最高精度磨床精度可达Ra：0.001 应用已有的摩擦与润滑知识应用已有的摩擦与润滑知识, ,每年至少可以节约每年至少可以节约5.155.15亿英镑亿英镑, ,约占当约占当时英国国民生产总值的时英国国民生产总值的1%1% -

4、 -乔斯特报告乔斯特报告19661966年年“根据对我国冶金、石油、煤炭、铁道运输和机械五大行业的根据对我国冶金、石油、煤炭、铁道运输和机械五大行业的测算测算, ,应用已有的摩擦学知识应用已有的摩擦学知识, ,每年可以节约每年可以节约37.837.8亿元左亿元左” - -全国摩擦学工业应用调查报告全国摩擦学工业应用调查报告19861986润滑的意义润滑的意义合 理 润 滑 创 造 价 值合理润滑合理润滑润滑但不合理润滑但不合理错误润滑错误润滑2润滑剂的构成润滑剂的构成润滑剂的构成液体润滑剂半固体润滑剂固体润滑剂气体润滑剂润滑剂的构成润滑剂的构成润滑油基础油添加剂基础油的分类基础油的分类基础油的

5、分类标准基础油的分类标准16基础油的对比基础油的对比基础油混合物，通常混合物，通常使用温度在使用温度在80以下，最以下，最高使用温度为高使用温度为130聚合物，通常使聚合物，通常使用温度在用温度在300以下，有些可耐以下，有些可耐370高温。高温。由粘度正态分布来看，由粘度正态分布来看，合成油的一致性较好合成油的一致性较好基础油的对比基础油的对比分子结构分子结构滑动摩擦滑动摩擦剪切力剪切力各类基础油的使用温度各类基础油的使用温度各类基础油的相容性各类基础油的相容性与矿物油混溶性密封材料相容性矿物油GG聚-烯烃E EVGVG双酯F F多元醇酯VGVGF F聚醚P PGG硅油P PGG氟油P PE

6、 EE=非常好 VG=非常好 G=好 F=合格 P=不相容添加剂添加剂n添加剂（添加剂（AdditivesAdditives） 加入加入少量少量的添加剂可增加新的的添加剂可增加新的特殊性能特殊性能或或强化强化其原其原有性能。有性能。 （抗磨剂、极压剂、抗氧化剂、抗泡剂、防抗磨剂、极压剂、抗氧化剂、抗泡剂、防锈抗腐蚀剂、粘度指数改进剂锈抗腐蚀剂、粘度指数改进剂 ）1.1.活性硫化物：活性硫化物：起抗磨作用，常用于金属切削液，钻头润滑油等起抗磨作用，常用于金属切削液，钻头润滑油等2.2.有机磷化物：有机磷化物：起抗磨抗腐蚀抗氧化作用，多用于内燃机油和齿起抗磨抗腐蚀抗氧化作用，多用于内燃机油和齿轮油

7、轮油3.3.氯化物：氯化物：可在金属表面形成薄膜，起抗磨作用。可在金属表面形成薄膜，起抗磨作用。缺点是耐腐蚀性差，在有水的地方不能使用。缺点是耐腐蚀性差，在有水的地方不能使用。4.4.复合添加剂复合添加剂由于环境污染限制逐渐增强，开发不含由于环境污染限制逐渐增强，开发不含S,P,CLS,P,CL这些元素的添加剂这些元素的添加剂成为重要发展方向成为重要发展方向润滑脂的构成润滑脂的构成润滑脂稠化剂添加剂基础油稠化剂的分类稠化剂的分类稠化剂v 按稠化剂分：按稠化剂分：v 一。皂基脂：一。皂基脂：v 1。单皂基脂：锂基脂，钙基脂，。单皂基脂：锂基脂，钙基脂，钠基脂，钡基脂，铝基脂钠基脂，钡基脂，铝基脂

8、v 2。混合皂基脂：锂。混合皂基脂：锂-钙基脂，钙钙基脂，钙-钠钠基脂，铝基脂，铝-钙基脂；钙基脂；v 3。复合皂基脂：复合锂基脂，复。复合皂基脂：复合锂基脂，复合铝基脂，复合钠基脂合铝基脂，复合钠基脂v 二。非皂基脂二。非皂基脂v 1。无机脂：膨润土脂，硅胶脂。无机脂：膨润土脂，硅胶脂v 2。烃基脂：工业凡士林，石蜡，。烃基脂：工业凡士林，石蜡，地蜡。地蜡。v 3。有机脂：氟素脂，聚脲脂，酰。有机脂：氟素脂，聚脲脂，酰胺脂，酞菁酮脂胺脂，酞菁酮脂。稠化剂没润滑性稠化剂没润滑性稠化剂相容性测试稠化剂相容性测试 不同的稠化剂在混合后可能出现如下图的结晶现象，不同的稠化剂在混合后可能出现如下图的结

9、晶现象，直接导致润滑失效，所以在更换润滑脂前一定非常慎重。直接导致润滑失效，所以在更换润滑脂前一定非常慎重。3润滑剂的性能指标常用性能指标常用性能指标润滑油润滑油润滑脂润滑脂物理性能物理性能粘度、粘度指数、抗乳化性锥入度、机械安定性化学性能化学性能总酸值、总碱值、氧化安定性氧化安定性、相容性高温性能高温性能闪点/燃点、热稳定性、蒸发性滴点、蒸发性低温性能低温性能倾点/凝点、低温泵送性相似粘度、低温流动性电性能电性能相对介电常数、电阻率电阻率、介电强度安全性能安全性能自燃点、可燃性测定可燃性测定润滑性能润滑性能油性、抗磨性、极压性抗磨性、极压性其它性能其它性能水份、结焦性能速度值、贮存安定性粘度

10、的定义粘度的定义 流体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为流体的粘性，粘性的大小用粘度表示，是用来表征流体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力粘度和运动粘度。v 动力粘度：表征液体粘性的内摩擦系数，其值为所加 于流动液体的剪切应力和剪切速率之比。常用单位mPa.s;也用：cP（厘泊）v 运动粘度：流体的动力粘度与同温度下该流体密度之比，单位：mm2/s或cSt（厘斯） 1mm2/s=1cSt 粘度的表示方式粘度的表示方式 ISO粘度 以40运动粘度为基础，最小值为2，最大值为1500，是较为常用的粘度表示。 SAE（美国汽车工程师协会）粘度 例如SAE5W/50 AGMA（美国齿轮协会）粘

11、度粘度指数的定义粘度指数的定义粘温特性（粘度指数）：是指粘度随温度变化而变化的程度，粘温特性（粘度指数）：是指粘度随温度变化而变化的程度，通常把粘度通常把粘度随温度变化而变化随温度变化而变化的程度的程度小小者称为之为者称为之为粘温性粘温性能好能好。反之，称为粘温性能差。反之，称为粘温性能差。一般情况下：一般情况下：温度升高，粘度减小。温度升高，粘度减小。粘温特性是矿物基础油分类的一个重要依据。粘温特性是矿物基础油分类的一个重要依据。通常，矿物油粘度指数小于通常，矿物油粘度指数小于100,合成油粘度指数大于合成油粘度指数大于100。粘度指数粘度指数越大越大粘温特征粘温特征越好越好。抗乳化性抗乳化

12、性 乳化是一种液体在另一种液体中紧密分散形成乳状液的现乳化是一种液体在另一种液体中紧密分散形成乳状液的现象，是混合而不是相互溶解。象，是混合而不是相互溶解。抗乳化性是从乳状物中把两种液抗乳化性是从乳状物中把两种液体分离的过程。体分离的过程。即是油品遇水不乳化，或一时乳化但经静置，即是油品遇水不乳化，或一时乳化但经静置，油油-水迅速分离的性能。水迅速分离的性能。测定：测定： 40ml油和油和40ml蒸馏水在设定温度下，经搅拌后油水分离蒸馏水在设定温度下，经搅拌后油水分离的时间，如的时间，如30分钟尚未彻底分离，记录分钟尚未彻底分离，记录油、水、乳化液油、水、乳化液的体的体积。积。 40/40/0

13、 (10),40/37/3 (30)总酸值总酸值(TAN)/(TAN)/总碱值（总碱值（TBNTBN）TAN：中和中和1g试样中全部酸性组份所需要的碱（试样中全部酸性组份所需要的碱（KOH）量，以）量，以mg(KOH)/g表示。表示。 TBN：中和中和1g试样中全部碱性组分所需要的酸量，换算为等试样中全部碱性组分所需要的酸量，换算为等当量的碱量，以当量的碱量，以mg(KOH)/g表示。表示。 实际意义：实际意义： 对于新油，酸值表示油品对于新油，酸值表示油品精制程度精制程度，或添加剂的加入量（当加有，或添加剂的加入量（当加有酸性添加剂时）；酸性添加剂时）； 对于旧油，酸值表示氧化变质的程度，因

14、此酸值过大说明油品对于旧油，酸值表示氧化变质的程度，因此酸值过大说明油品氧氧化变质化变质严重，应考虑换油。严重，应考虑换油。闪点闪点v 闪点：在规定的条件下，加热油品所逸出的蒸气与空气闪点：在规定的条件下，加热油品所逸出的蒸气与空气所形成的混合气遇火发生瞬间闪火时的最低温度。所形成的混合气遇火发生瞬间闪火时的最低温度。v 轻质油用闭口闪点；重质油用开口闪点。通常闭口闪点轻质油用闭口闪点；重质油用开口闪点。通常闭口闪点低于开口闪点。低于开口闪点。v 测定：用相应的闭口杯法和开口杯法。测定：用相应的闭口杯法和开口杯法。倾点倾点v倾点：试样在规定的试验条件下，被冷却的试样倾点：试样在规定的试验条件下

15、，被冷却的试样能够流动的能够流动的最低最低温度。是油品在低温下的流动性。温度。是油品在低温下的流动性。抗磨性抗磨性 四球机测试法：四球机测试法： 四个直径为12.7cm的精制钢球，下面三个静止不动，上面一个钢球以1400-1500r/min转速旋转。下面三球浸在油品中，通过杆或液压系统加压，观测磨损情况并测量几个值： v A。最大无卡咬负荷(通称临界负荷PK):钢球磨斑直径发生突变时的前一级载荷.越大抗磨性越好,如:68号抗磨液压油PK值约60kgf.v B。烧结负荷PC值：对钢球施加的载荷，在10S内钢球摩擦发热而产生烧结时的负荷。如：重负荷齿轮油的PC值约600kgf.v C。磨斑直径D：

16、对钢球加载40kgf,运转60min，的磨斑直径。直径越小，抗磨性能越好。国产46号抗磨液压油磨斑直径为：D：05-0。6mm.34四球测试四球测试极压性极压性 极压性是润滑油不能用粘度来解析的一种减摩性能，特别是有边界润滑条件，及在受到冲击负荷或高温高压负荷下，在和表面金属发生摩擦化学反应，形成反应极压膜。 油品的极压性可用四球法，更多的是用梯姆肯机试验法： 试环安装在固定主轴上，以800r/min转速转动，磨块从下向上压在环面，通过杠杆对磨块施加载荷，约3L试油，循环流到环块接触面上。不出现擦伤时最大载荷值，叫做OK值。润滑脂性能指标润滑脂性能指标: : 锥入度锥入度v 锥入度：是鉴定润滑

17、脂稠度的指标（稠度即为软硬程度）。锥入度：是鉴定润滑脂稠度的指标（稠度即为软硬程度）。v 在在规定质量（规定质量（150g)，规定温度（，规定温度（25）下标准圆锥体自下标准圆锥体自由落体直入杯内样脂中，经过由落体直入杯内样脂中，经过5S所达到的深度，其单位为所达到的深度，其单位为1/10mm.稠度稠度NLGINLGI等级表等级表滴点滴点 润滑脂在规定的加热条件下，从不流动状态到一定流动性的最低温度。 将滴点视为油脂耐温之最高点。 复合皂基通常有较高滴点，合成油成分则具有更佳抗高温性。油脂速度值油脂速度值v油脂速度值油脂速度值Speed Factor(n dm)：在滚珠轴承使用下此数值相当的重

18、在滚珠轴承使用下此数值相当的重要，此数值系考虑基础油与皂基组要，此数值系考虑基础油与皂基组合后之内部摩擦力，通常此数值需合后之内部摩擦力，通常此数值需大于大于(Dn Value)。v轴承数值轴承数值Dn Value: (外径外径+内径内径)/2 x轴承转速轴承转速rpmvDn=(D+d)/2 R（单位：（单位：mmr/min）4润滑的状态润滑的关键润滑的关键润滑的关键不在于润滑的关键不在于“滑滑”，而是分离，而是分离摩擦的产生摩擦的产生金属板逐渐放大后，可以看到表面的不平整，凭借现有的工艺，还无法制造出绝对光滑的表面摩擦中能量的转化摩擦中能量的转化从图里我们可以看出来，当这样的两个物体互相摩擦时，双方的凸起会互相碰撞接触，在这个过程中，二者相互运动的动能就转化为了其他形式的能（比如碰撞时物体形变产生的内能），反映到宏观上这就是因摩擦而引起的动能损失。当接触物体的表面越不平整，碰撞发生的几率越大，那么因摩擦造成的动能损失越多。摩擦动能损失钢球运动举例钢球运动举例举个例子，我们有按图中所示方向运动的一个球状物和板状物，