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科学技术迅速发展润滑脂不断更新换代。20世纪50~60年代用的是第一代润滑脂:钙基脂、钠基脂;70~80年代用的是第二代润滑脂:锂基脂、复合铝基脂、复合锂基脂。近20年,各国相继发展高滴点润滑脂。出现全面优于锂基脂的脲基脂,脲基脂应用的比例大小,可以衡量21世纪一个国家工业发展的水平。

润滑脂是由基础油、稠化剂和添加剂所组成。润滑脂的性质是由其组成成分以及所形成的结构共同决定。

基础油分为两大类:一类是矿物油,一类是合成油。全世界润滑脂市场约有85%~93%矿物油润滑脂。

稠化剂决定着润滑脂的一系列性能。分四大类:即皂基、烃基、有机和无机稠化剂。皂基:主要是脂肪酸金属盐;烃基稠化剂主要是石蜡和地蜡,通称凡士林;无机稠化剂有膨润土、硅胶、氮化硼和炭黑;有机稠化剂主要有:酰胺、聚脲、氟碳等。

润滑脂的组成中除了基础油和稠化剂之外,还经常加入第三种组分—添加剂,以改善润滑脂的某些性能。如:结垢改善剂、抗氧化添加剂、防锈添加剂、抗磨和极压添加剂等。

润滑脂外观展示

润滑脂的主要使用性能及相关名词解释:

一、锥入度—是衡量润滑脂的稠度的指标。值越大,脂越软,反之越硬。

锥入度是在25℃下,将一定质量的锥体从锥入度仪上释放,锥体在5秒内下落后刺入待测样品的深度。根据锥入度的大小,将润滑脂分成9个等级。

工作锥入度,是选用润滑脂时首先考虑的指标。通常根据摩擦部件的工作条件和加注润滑脂方式。来选择适宜的润滑脂稠度。

对于一般的滚动轴承而言,其速度因子DN值(轴承内径mm×转速r/min)在15000~30000时,选用2号脂或1号脂;若DN值大于30000而小于50000,则选用3号脂较合适;如采用集中供脂润滑选用0号脂或1号脂较合适;一些齿轮箱中选用00号或000号甚至更稀的脂比较合适。

二、滴点

润滑脂在规定的条件下加热,润滑脂随温度升高而变软,从脂杯中滴下第一滴的温度为滴点。润滑脂的滴点,可大致地衡量其最高使用温度。一般来说,润滑脂的使用最高温度界限应低于其滴点30~50℃.然而,对于低转速的使用情况,润滑脂的最高使用温度界限可以低于滴点15~30℃.

需要注意的是滴点不是确定润滑脂最高使用温度界限的唯一参数。确定一个润滑脂的最高使用温度界限,除滴点外还应参看高温下润滑脂的稠度、基础油和稠化剂的抗氧化能力、高温下胶体安定性等参数。

三、分油

润滑脂在贮存和使用过程中有产生分油的倾向,质量较好的润滑脂分油较少。测定润滑脂分油量的方法有几种,常用的是钢网分油。

钢网分油是用60目不锈钢网内装10g润滑脂试样,在100℃保持一定时间,称量试验前后盛接分油的烧杯,即得分油质量分数。

润滑脂在滚动轴承内由于受热挤压、离心力和渗透等作用,会析出少量的油,析出的一部分被甩出去了,也有一部分油用于润滑滚道。因此润滑脂在使用中轻微分油是有益的,但不宜过大。分油过大至会致轴承烧坏也会污染设备。

四、蒸发量

蒸发量是衡量润滑脂在使用和贮存过程中,由于基础油的蒸发导致润滑脂变干的倾向。测定方法:将盛满后1mm的润滑脂的钢皿,置于专门的恒温器中,在规定的温度下保持一定时间。测定其蒸发损失的质量,以质量分数表示,蒸发性越小越好。

五、水淋流失量

润滑脂的抗水性是指在水中不溶解、不乳化、不从周围介质中吸取水分、不被水洗掉的能力。

润滑脂的抗水性主要取决于稠化剂,其次是基础油。硅油抗水性较好,其次是矿物油、酯类油,聚醚油的抗水性较差。从稠化剂来说,脲基脂、烃基脂抗水性最好,铝基、钡基、钙基以及复合铝、复合钡、复合钙基次之,再次之是锂基脂,抗水性最差的是钠基脂和复合钠基脂。

水淋流失量是在水林试验机中测试,将4g试样装入204型球轴承中,以600r/min的速度转动,控制水温38℃,并以5ml流速喷淋在轴承套的防护板上,以1h内被水淋洗掉的润滑脂量来衡量润滑脂的抗水淋能力。

六、轴承腐蚀性

对涂有润滑脂的新轴承,在轻的推力负荷下运转60秒钟,使润滑脂象使用情况那样分布。轴承在52℃,100% 相对湿度下存放48小时。然后清洗并检查轴承外圈滚道的腐蚀迹象。表面损坏包括麻点、刻蚀、锈蚀或黑色污渍等。

评级

润滑脂外观

七、极压性能

实验室评定润滑脂的抗磨和极压性能最常用的方法是四球机极压特性试验和梯姆肯试验OK负荷法。

通常润滑脂的抗磨、极压能力多数是通过添加抗磨、极压添加剂来实现。也有像复合钛基脂、复合磺酸钙基脂在不添加抗磨、极压添加剂的本身就具有良好的极压抗磨性。

四球机极压性能试验:

三个直径为12.7mm的钢球被夹紧在球盒中,并被试验用脂覆盖,另一个同直径的钢球置于三球顶部,在规定的负荷下,上面一个钢球对着下面静止的三个钢球旋转,转数为1770r/min,润滑脂温度为27℃,然后逐级增大负荷进行一系列10s试验,每次试验后测量球盒内任何一个或三个钢球的磨痕直径,直到发生烧结为止。

PB值为烧结负荷,在实验条件下使转动球与三个静止的球发生烧结的最小负荷,他表示已超过润滑脂的极压能力。

PD值为最大无卡咬负荷,在试验条件下不发生卡咬的最大负荷。

梯姆肯试验

将实验润滑脂在24℃下压到试验环上,由试验机主轴带动试验环在静止的试块上滑动,主轴转速为800r/min,试验时间为10min。通过杠杆加载机构加载,使试环与试块之间产生压力,逐级增加负荷,通过观察每级负荷试验后试块表面的磨痕,可以得出不出现擦伤的最大负荷,称为OK值。


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