润滑基础知识-kyles.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,润滑剂,基础知识与性能,广州厚诚,/,市场部,Kyles.Tang,Kyles,Create 2009.05,润滑的意义,应用已有的摩擦与润滑知识,每年至少可以节约,5.15,亿英镑,约占当时英国国民生产总值的,1%,-,乔斯特报告,1966,年,“,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,应用已有的摩擦学知识,每年可以节约,37.8,亿元左,”,-,全国摩擦学工业应用调查报告,1986,工业是骑在10微米厚度的油膜上,润滑部件 间隙及油膜厚度,滚动轴承 0.1-0.3,micron,齿轮 0.1-1.0,micron,滑动轴承 0.5-50,micron,润滑的作用,、控制摩擦；、控制磨耗；,、控制温度；、控制腐蚀；,、绝缘功能；、传递动力；,、吸收弱振动；,、排除污染；、形成密封,75,m,头发的直径,摩擦与润滑,METAL,LUBRICANT,METAL,=,油膜厚度（,h,）,/,表面粗糙（,）,h,流体动力润滑,弹性流体动力润滑,混合润滑,边界润滑,的数值取决于：,设备,(,部件材质、部件几何外形等,),操作条件,(,负荷、速度、温度等,),润滑剂,(,粘度、基础油、添加剂等,),不同的润滑状态,边界润滑,混合润滑,流体润滑,润滑隐患是设备故障的根源,机械性能下降,噪声,高温,磨损,油液监测,视情维修,视情换油,切断隐患根源,措施：,伪劣油品,用油错误,污染颗粒,污染介质,油品劣化,。,根源：,振动,润滑创造价值,润滑措施,企业经理,提高效益,降低成本,从油里榨出,最后一分钱,!,机械工程师,GB/T 13608-92,合理润滑技术通则,总经济效益,=,减小摩擦功耗,+,减少设备漏油,+,减少更换配件费用,+,设备停工时间,+,设备维修保养费用,+,减少润滑剂消耗量,合理润滑技术通则,从油里榨出,最后一分钱,!,润滑措施,企业经理,提高效益,降低成本,机械工程师,GB/T 13608-92,合理润滑技术通则,总经济效益,=,减小摩擦功耗,+,减少设备漏油,+,减少更换配件费用,+,设备停工时间,+,设备维修保养费用,+,减少润滑剂消耗量,【,标准编号,】GB/T 13608-92【,标准名称,】,合理润滑技术通则,【,英文名称,】General principle for rational lubrication technology【,发布单位,】,国家技术监督局,【,批准单位,】,国家技术监督局,【,发布日期,】1992-8-15【,实施日期,】1993-5-1【,英文关键词,】Lubrication;Regulations【,所属标准,】GB【,开本页数,】6P【,引用标准,】GB 7607;GB 7608;GB 8028;ZBE 01002【,起草单位,】,合肥工业大学,;,大庆石油管理局,【,起 草 人,】,王世湖,;,桂长林,;,袁光成,;,欧风,;,文大化,;,裘应林,;,孙世平,;,董仲,;,卢绍楷,;,粱锐广,;,廖代渝,;,叶才,;,许宁,润滑油脂基本结构,认识润滑油,润滑油：基础油添加剂调和而成,基础油（,Base stock),矿物油（,Mineral Oil,）,组,:,石蜡基、环烷基,组,:,加氢裂化,组,:,深度加氢,合成类基础油,(Synthetic Oil),IV,组,:,PAOs,V,组,:,其它（酯类、聚醚、硅油、,氟素油、磷酸酯等）,在润滑油成分中，一般占,90,以上,添加剂（,Additives),加入少量的添加剂可增加新的特殊性能，或强化其原有的性能。,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,清净分散剂、乳化剂（金属加工液）、耦合剂、增溶剂,(,金属加工液,),杀菌剂,(,金属加工液,),各类基础油的使用温度,短暂可使用低温温度,标准使用温度,短暂可使用高温温度,-60-40-20 0 20 40 60 80 100 140 160 180 200 240 260 300,矿物油类,双酯基,Diester,聚,alpha,烯烃,聚酯类,硅类,全氟聚醚,PFPE,各类基础油的性能比较,矿物油从石油中分馏出来,选用适于润滑油性能的原油,经分溜、精制、脱蜡等工艺生产而成。,分馏决定了矿物型润滑油为一混合物 润滑油在石油产品中为（,L,）类。,矿物油与合成油粘度的正态曲线,“,矿物油,”,VS,“,合成油,”,认识润滑脂,润滑脂：,基础油,+,添加剂,+,稠化剂,基础油：可由矿物油或合成油组成,添加剂：改善或强化某方面的性能,稠化剂：如同海绵般将基础油及添加,剂紧紧吸附以达润滑效用，,一般稠化剂没润滑性。,润滑脂的典型特性：触变性。,稠化剂,Thicker,润滑脂的皂基,(,稠化剂,),按稠化剂分：,一。皂基脂：,1,。单皂基脂：锂基脂，钙基脂，钠基脂，钡基脂，铝基脂,2,。混合皂基脂：锂,-,钙基脂，钙,-,钠基脂，铝,-,钙基脂；,3,。复合皂基脂：复合锂基脂，复合铝基脂，复合钠基脂,二。非皂基脂,1,。无机脂：膨润土脂，硅胶脂,2,。烃基脂：工业凡士林，石蜡，地蜡。,3,。有机脂：氟素脂，聚脲脂，酰胺脂，酞菁酮脂。,常见润滑脂的滴点,锂基,(Lithium soaps),滴点,170200,多种类型，从好到极佳，机械稳定性佳，防水性佳,钙基,(Calcium soaps),滴点,80100,便宜，防水性佳，低温,铝基,(Aluminum soaps),滴点,100120,透明，耐水性好，食品加工用,锂复合基,(Lithium Complex),滴点,230250,耐高压性良好，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳,铝复合基,(Aluminum Complex),滴点,200260,耐高压性良好，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳,钡复合基,(Barium Complex),滴点,200240,防酸，防碱，防水性佳,膨润土,(,Bentonite,),无,滴点,胶状或不深性油脂。,尿素基,Polyurea,(,无机皂基,),250,耐高温，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳,复合磺酸钙,300,抗水性能佳，高温性能佳,PTFE（,聚四氟乙稀）,无,滴点,耐高温，抗酸碱，抗水,使用温度比较？,各种稠化剂的相容性表,C,相容,B-,不能确定,I-,不相容,稠化剂的相容性测试,不同的稠化剂在混合后可能出现如右图的结晶现象，直接导致润滑失效，所以在更换润滑脂前一定非常慎重,如何判断润滑剂,(,指标,),润滑油的身份说明,某 润 滑 油,属性,测试原理,标准值,粘度,40,，,cSt,ASTM D 445,28.8,粘度,100,，,cSt,ASTM D 445,5.5,倾点,ASTM D 97,-57,闪点,ASTM D 92,245,比重,15.6,自燃点,ASTM D 1298,0.915,残碳测定,%,ASTM D 189,0.02,蒸发,99,时,22,小时,%,ASTM D 972,1.0,铜析腐蚀,100,时,3,小时,ASTM D 130,1a,抗乳化性,54,ml,油,/,水,/,乳状液,(,分钟,),ASTM D 1401,40/38/2(,250,OIL SEPARATION,18H/40(DIN 51817),分油率,1,NLGI CONSISTENCY,（,DIN 51818,）,NLGI,稠度,Grade 2,UNWORKED PENETRATION,25,（,ASTM D-217,）,初始针入度,255-295 0.1mm,WORKED PENETRATION 100000W,（,ASTM D-217,）,延时工作针入度,+20 0.1mm,SPECIFIC GRAVITY AT 25,比重,Approx.0.875 g/,3,润滑脂的身份说明,-,理化性能,OXIDED ASHES,（,ASTM D-482,）,氧化灰分,0.05,FLUIDITY PRESSURE AT-35,（,DIN 51805,）,流动压力,1500 mbar,OIL SEPARATION,18H/40,(DIN 51817),分油率,4,COPPER CORROSION,24h/100,（,ASTM D-4048,）,铜条防锈测试,1b,WATER RESISTANCE,3h/90,（,DIN 51807,）,抗水性,Grade 0,WATER WASH-OUT RESISTANCE,1h/80,（,ASTM D-1264,）,抗水冲淋,1.5,OXIDATION STABILITY,100h/100,（,ASTM D-942,）,氧化稳定性,0.1 bar,EVAPORATION WEIGHT LOSS.22h/100,（,ASTM D-972,）,挥发损失,180,Scar wear diameter 1/80,磨痕直径,500N,LIFE TEST IN BEARINGS SKF-ROF,160,10000 rpm,：,L50,SKF,寿命测试,700h,润滑油的性能指标,物理性能,粘度*，粘度指数*，密度，抗泡性，抗乳化性*,折光系数，色度，空气释放性，吸水性,化学性能,总酸值,/,总碱值*，氧化安定性*，腐蚀性,/,锈蚀性*，水解安定性,水溶性酸碱,热性能,热稳定性，蒸发性,比热系数，导热系数,耐温性能,倾点与凝点*，浊点，低温泵送性,闪点*，燃点，自燃点,低温粘度及粘度稳定性，,电性能,导电系数,润滑脂的性能指标,基本性能,锥入度,(,硬度,)*,，滴点*，粘相似粘度,基础油性能,安定性,机械安定性，胶体安定性，氧化安定性，蒸发性,应用性能,润滑性能，抗磨,/,极压性能*，防锈,/,防腐性能*，抗水性能,其它性能,橡胶相容性，,游离酸、碱，水分，机械杂质,固体润滑剂,的性能指标,-略,粉末润滑剂的性能测试,纯度，水分，挥发物，灰分，水溶物含量，,pH,值或酸碱度，含油量，粘度及筛余物，密度，润滑性，,其它评定方法,覆膜状固体润滑剂的测试,膜厚度，附着力，抗液性，耐热性，固含量，硬度，变曲试验和耐冲击性，耐磨寿命和承载能力，储存稳定性,复合材料的摩控学性能,摩擦磨损性能,极限,pv,值,固体润滑剂示意图,固体粉末,二硫化钼,MoS2,石墨,C,聚四氟乙烯,PTFE,颜色,灰,黑,黑,白,负荷,100,000,50,000,6,000,耐温,400,650,动力粘度。即要考虑重力对内摩擦力的影响。,常用单位：,mm2/s(,平方毫米每秒）；也用：,cSt,（厘斯）表示,许多油品是用,40,时,ISO,（运动粘度来表示）,1mm2/s(,平方毫米每秒）,=,1cSt,（厘斯）,常见粘度表示方法,润滑油中常使用的黏度分类有三种：,1,。工业润滑油分类常以,ISO,黏度表分类，以,40,的运动粘度为基础,取最小值,2,最大值,1500,各粘度范围最大偏差为,10%,，后一粘度比前一个约增加,50%,。如：,22,，,32,，,46,，,68,，,100,，,150,，,220,，,320,，,640,2,。车用齿轮油,SAE(,美国汽车工程师协会,),如：,5W/50,、,10W/40,其中,W,即为冬天耐温温度。一般,W,为,-35,，例：,SAE30,为单级油；,SAE5W/30,为多级油：其低温性能与,SAE5W,油相同（使用温度为,-30,）而高温性能与,SAE30,油相同。,3,。在齿轮油黏度则以,80W/90,、,85W/140,为常见黏度。其分类根据,ASTM D2422,、,BS 4231,、,DIN No.51519,及,ISO Std.3448,。,粘度对照表,粘温特性（粘度指数）,粘温特性（粘度指数）：是指粘度随温度变化而变化的程度，通常把粘度随温度变化而变化的程度小者称为之为粘温性能好。反之，称为粘温性能差。,粘温特性是矿物基础油分类的一个重要依据。,矿物油粘度指数,100,合成油的粘度指数,100,。,总之粘度指数越大粘温特征越好。,测算：它是,用粘温性能较好（粘度指数为,100,）,和较差（粘度指数为,0,）,的两种润滑油为标准油，,以,40,和,100,的粘度为基准进行比较。,抗乳化性,抗乳化性：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体分离的过程。即是油品遇水不乳化，或一时乳化但经静置，油,-,水迅速分离的性能。,测定：,40ml,油和,40ml,蒸馏水在设定温度下，经搅拌后油水分离的时间，如,30,分钟尚未彻底分离，记录油、水、乳化液的体积。,40/40/0(10),40/37/3(30),总酸值,(TAN)/,总碱值（,TBN,）,总酸值,(TAN):,中和,1g,试样中全部酸性组份所需要的碱（,KOH,）量，以,mg(KOH)/g,表示。,总碱值（,TBN,）：中和,1g,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,mg(KOH)/g,表示。,测定酸,/,碱值的意义：,总酸值：对于新油，酸值表示油品精制的程度，或添加剂的加入量（当加有酸性添加剂时）；对于旧油，酸值表示氧化变质的程度，油品在储存与使用过程中，由于有一定温度，与空气中的氧反应生成有机酸，或由于添加剂的消耗，油品的酸值会发生变化，因此酸值过大说明油品氧化变质严重，应考虑换油。,总碱值：油品碱值的变化（特别是高档发动机油），可以表示油中碱性添加剂（如清净剂）的消耗和油品性能的下降。但不能以此确切现示油品的使用性能，是参考因素之一。,氧化安定性,氧化安定性：是指油品抵抗大气（或氧气）的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。亦称抗氧化性。,油品氧化的危害：粘度会增大，酸值升高，颜色变深，表面张力下降等，进一步氧化会生成沉淀，胶状物质和酸性物质。从而引起金属腐蚀，并使抗泡性和抗氧化性变差。缩短油品的寿命。沉淀物和胶状物质还会对机件造成严重的磨损和粘结。,测定：将,300ml,试油放入玻璃的氧化管中，用油浴恒温，在,95,和铜丝存在的条件下通入氧气氧化。用试油酸值达到,2.0mg(KOH)/g,时所需的时间数来表示油的氧化安定性。,闪点,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。分为闭口和开口闪点。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。,测定：用相应的闭口杯法和开口杯法。,倾点,倾点：试样在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度。是油品在低温下的流动性。,油品在低温下使用时一般应高于倾点,5-10,。,测定：把试样注入试管中，按所规定的方法进行测试，记录所测的温度。,铜腐蚀性,铜腐蚀性：是指润滑油如果含有活性硫化物和低分子有机酸以及油品制备时残留的无机酸和碱，对金属的腐蚀作用。齿轮油的换油要测试该项指标。,测定：铜片腐蚀试验，用标准铜片浸在试样中，一般在,100,3h.,取出洗涤后与腐蚀标准色板进行比较。腐蚀标准色板分级：,1a,1b/2a,2b,2c,2d,2e/3a,3b/4a,4b,4c.,四度,12,级：,1,无腐蚀；,2,为中度，,2c,开始认为有轻度腐蚀，新油不允许；,3,为深度，,3a,已认为有腐蚀；,4,为重度腐蚀，,4a,已是严重腐蚀。,润滑脂性能指标,:,锥入度,锥入度：是鉴定润滑脂稠度的指标（稠度即为软硬程度）。在规定质量（,150g),，在规定温度（,25,）下标准圆锥体自由落体直入杯内样脂中，经过,5S,所达到的深度，其单位为,1/10mm.,NLGI,等级：,000,，,00,，,0,，,1,，,2,，,3,，,4,，,5,，,6,号。,测定：润滑脂锥入度测定法测定。,油脂越硬越好吗？,一般常将,2,、,3,号油脂作为一般性使用号数，而,0,、,1,号常见使用于自动润滑油脂添加机中，因其低稠度适合使用于长距离使用。,一般错误的观念,:,常将油脂的稠度视为耐温的程度，以为稠度越高耐温愈高。正确的认知是,:,稠度越高，其皂基含量越高，而皂基只是将油脂中基础油保持住，以使油脂能维持润滑性。请注意,:,皂基是不具润滑性。稠度主要是为了加脂的方便，无具体的性能意义。,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。对于非皂基稠化剂类的润滑脂，可以没有状态的变化，而是析出油。将其视为油脂耐温之最高点。,脂的最高使用温度要比滴点低,20-30,。,材料相容性,材料相容性：油品在机械设备中不可避免地要与一些密封件接触，特别是在液压系统中要与橡胶密封件有较好的适应性。不能引起橡胶密封件变形。一般来说，烷烃对橡胶作用不大，含硫元素较多的油品易使橡胶收缩；合成油对橡胶有较大的选择性。要查询。,测定：用量规测量橡胶圈的内径，然后将橡胶圈浸在,100,的试样中,24h,在,1h,内将橡胶圈冷却后，用量规测量内径的变化，用体积膨胀百分数表示。,润滑脂对泡沫塑料的腐蚀,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，通常此数值需大于,(,Dn,Value),。,轴承数值,Dn,Value:(,外径,+,内径,)/2 x,轴承,转速,rpm,d,D,R,转速,B,轴承,润滑剂的性能测试,抗磨性,抗磨性：是由于润滑油中的极性物，在摩擦部分金属表面上形成坚固的理化吸附膜，从而起到耐中高负荷和抗磨损作用。抗磨性一般反映中高程度的抗摩性能。由润滑油的种类或所添加的抗磨添加剂来体现。,测定：主要是四球机测试法：,四个直径为（,12,。,7CM,）的精制钢球，下面三个静止不动，上面一个钢球旋转。,1400-1500R/min.,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,:,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.,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.,C,。磨斑直径,D,：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.,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。主要是由油品中的添加剂的强极性或强氧化性与金属发生摩擦化学反应，生成了坚韧的极压膜。,测定：测定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，通过横对磨块施加载荷，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。如极压锂基脂的,OK,值为,156N,（牛），或,351b(,磅）。,四球测试,Timken,测试,将试验润滑脂在,24+-6,度的温度下，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+-5r/min,(,相当于,123M/min+-0.78M/min),，试验时间为,10min+-15s,，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痕，可以得出不出擦伤时的最大负荷，称为,OK,值,Timken,与四球,梯姆肯,(Timken),试验是在梯姆肯磨损和试验机上评定润滑油的抗擦伤能力。用,ok,值作为指标。,四球机的主要测试元件是按等边四面体排列着的四个钢球组成，下面三个球用油盘固定在一起静止不动，上面的一个球按规定的负荷和速度旋转，四个球点接触，接 触点都浸在油里，可测减摩性、抗磨性和极压性。减摩性用摩擦系数“,F”,表示，抗磨性用磨痕直径“,mm”,表示，极压性用最大卡咬负荷用“,B”,，烧结负荷“,D”,表示。,设备润滑基本,工,厂,相,关设备,使用注意,点,轴承,-,温度，载荷,齿轮,箱,-,泄,漏,/,污染,/,磨損,/,水氣,液,压系统,-,泄,漏,/,水分,/,油泥,高,温链条,-,积,碳,/,油泥,常,温链条,-,抗水,/,防銹,開式,齿轮,-,污染,/,流失,空,压机,-,超,温,/,积,碳,/,跳,机,钢,索,-,生,锈,/,腐,蚀,请关注：通用零部件润滑,!,现场测试,现场测试,-,基础篇,1,、应用已有的摩擦与润滑知识,每年至少可以节约,5.15,亿英镑,约占当时英国国民生产总值的,1%,该段文字出自哪份报告，报告年份，报告人,2,、如附右图，轴承的,DN,值的计算公式,3,、合成基础油,PAO,是中文名是什么，还有其它哪些常见类型，列出他们的中文名，英文名称,4,、稠化剂复合磺酸钙的最重要一条特性是什么，其它常的稠化剂有哪些。,5,、列出你所知道的固体润滑剂,d,D,R,转速,B,轴承,现场测试,-,对错篇,粘度指数为,150,的油品比粘度为,100,的油品，粘度高。（）,NLGI,为,3,号的油脂比,1,号的油脂更耐高温而且抗负载能力强。（）,特油和普油的本质区别是，后者便宜，使用的综合成本低。（）,四球烧结实验是测试润滑剂的抗磨性能。（）,润滑油的粘度越高，它的润滑性能就越好。（）,分辨对错，并说明理由,现场测试,-,市场开发篇,1,、氟类的润滑剂高温性能为什么优于其它润滑剂？,2,、是什么原因使得合成油的性能优于矿物油。,3,、对比产品,A,和,B,，说明性能方面有什么不同。,属性,A,B,粘度,40,，,cSt,32,28.8,粘度,100,，,cSt,4.7,5.5,粘度指数,105,180,倾点,-30,-57,闪点,221,245,比重,15.6,0.87,0.915,残碳测定,%,0.04,0.02,蒸发,99,时,22,小时,%,4.0,1.0,铜析腐蚀,100,时,3,小时,1a,1a,抗乳化性,54ml,油,/,水,/,乳状液,(,分钟,),40/36/4(60),40/38/2(60),四球磨痕直径,1200,转,75,40kg,1,小时,mm,1.2,0.8,广州厚诚,/,市场部 唐华杰,15902050198,thj,Thank You!,