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润滑脂基础知识润滑脂基础知识SCM Industrial Chemical1.一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状1.1 润滑脂的起源润滑脂的起源 公元前公元前1650年人类就将橄榄油作为润滑剂。我国年人类就将橄榄油作为润滑剂。我国古代就有把动植物油脂作为润滑车辆的润滑剂。古代就有把动植物油脂作为润滑车辆的润滑剂。公元前公元前 1400年古埃及人将脂肪和石灰混合作为润年古埃及人将脂肪和石灰混合作为润滑剂滑剂-最早的最早的“钙基脂钙基脂”古代军事战车离不开润滑剂，特别是润滑脂，只古代军事战车离不开润滑剂，特别是润滑脂，只是没有详细记载。是没有详细记载。2.v1835年年 英国人用碱和油脂按照不对铁产生腐蚀的比英国人用碱和油脂按照不对铁产生腐蚀的比例，制成例，制成“轴承润滑剂轴承润滑剂”。v1859年年 美国人打出第一口油井，结束全部以天然动美国人打出第一口油井，结束全部以天然动物油脂为润滑剂的局面。物油脂为润滑剂的局面。v20世纪世纪30年代年代 润滑脂的生产仍处于初期水平。润滑脂的生产仍处于初期水平。v20世纪世纪40年代年代 美国开始研制锂基脂。美国开始研制锂基脂。v20世纪世纪50年代年代 苏联使用合成润滑油、合成脂肪酸。苏联使用合成润滑油、合成脂肪酸。v20世纪世纪60年代年代 西欧和美国大力发展复合皂基润滑脂。西欧和美国大力发展复合皂基润滑脂。1.2 世界润滑脂的发展世界润滑脂的发展一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状3.1.2 世界润滑脂的发展世界润滑脂的发展v20世纪世纪70年代年代 美国在聚脲和非皂基润滑脂方面取得美国在聚脲和非皂基润滑脂方面取得突破。突破。v20世纪世纪80年代年代 苏联研制出许多新的润滑脂品种，如：苏联研制出许多新的润滑脂品种，如：复合铝、复合钡基脂。复合铝、复合钡基脂。v20世纪世纪90年代年代 出现更多新型润滑脂品种，润滑脂应出现更多新型润滑脂品种，润滑脂应用范围不断扩展，新理论，新方法层出不穷。用范围不断扩展，新理论，新方法层出不穷。一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状4.1.3 中国润滑脂的发展中国润滑脂的发展20世纪世纪50年代开始发展手工作坊式的生产，几乎年代开始发展手工作坊式的生产，几乎全是普通钠基和钙基润滑脂。全是普通钠基和钙基润滑脂。20世纪世纪60年代开始生产锂基润滑脂，形成一定规年代开始生产锂基润滑脂，形成一定规模具有一定技术水平的润滑脂工业体系。模具有一定技术水平的润滑脂工业体系。20世纪世纪70年代后期年代后期 润滑脂新品种的发展出现良润滑脂新品种的发展出现良好开端。出现了极压锂、低温航空脂、电机轴承好开端。出现了极压锂、低温航空脂、电机轴承脂、膨润土脂等品种，脂、膨润土脂等品种，1979年润滑脂生产能力最年润滑脂生产能力最高达到高达到8.712 104 t/a。排世界第三位。排世界第三位。一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状5.1.3 中国润滑脂的发展中国润滑脂的发展20世纪世纪80年代年代 产品品种结构发生显著变化，产品品种结构发生显著变化，锂基润滑脂达到锂基润滑脂达到13%以上，复合皂基脂以上，复合皂基脂10%以上。以上。20世纪世纪90年代年代 润滑脂品种超过润滑脂品种超过250种，从种，从矿物油脂到合成油脂品种齐全，产品性能不矿物油脂到合成油脂品种齐全，产品性能不断提高，质量接近或达到国外先进水平或国断提高，质量接近或达到国外先进水平或国外同类产品水平，满足了我国工业和国防发外同类产品水平，满足了我国工业和国防发展以及引进设备用脂国产化的需要，生产工展以及引进设备用脂国产化的需要，生产工艺及设备与先进发达国家艺及设备与先进发达国家80年代水平相当。年代水平相当。一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状6.1.4 中外润滑脂发展的比较中外润滑脂发展的比较一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状7.1.4 中外润滑脂的发展的比较中外润滑脂的发展的比较一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状8.1.4 中外润滑脂的发展的比较中外润滑脂的发展的比较一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状9.1.4 中外润滑脂的发展的比较中外润滑脂的发展的比较一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状10.1.4 中外润滑脂的发展的比较中外润滑脂的发展的比较一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状11.1.5 世界润滑脂的现状（世界润滑脂的现状（2001年）年）国家及地区全世界中国美国及加拿大欧洲日本印度非洲及中东拉丁美洲大洋洲及东南亚产量,103T/a70667.98243.3181.362.2151.3224.1442.7631.38一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状12.中国中国世界世界美国美国欧洲欧洲日本日本印度印度锂基脂锂基脂63.5066.9067.0064.5157.4174.79钙基脂钙基脂24.5518.437.4320.1012.028.60铝基脂铝基脂4.794.887.893.172.880.16钠基脂钠基脂2.182.530.792.250.0714.34其它皂其它皂2.800.970.282.450.000.15聚脲脂聚脲脂0.864.337.620.9422.570.00膨润土膨润土0.094.546.162.310.490.95其它非其它非皂基脂皂基脂0.001.860.832.274.480.011.5 世界润滑脂的现状（世界润滑脂的现状（2001年）年）一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状13.1.6 津脂润滑脂的现状（津脂润滑脂的现状（2001年）年）一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状14.1.7 润滑脂的发展趋势使用温度宽、多效根据所服务设备的要求而专业化使用寿命长或与服务的设备同寿命与密封材料相容非润滑功能的体现可生物降解一、润滑脂的历史与现状一、润滑脂的历史与现状15.稠化剂类型稠化剂类型 抗水性抗水性 高温稳定性高温稳定性 机械安定性机械安定性 锂皂锂皂 良好良好 良好良好 良好良好 钙皂钙皂 好好 中中 中中 钠钠 皂皂 劣劣 良良 中中 复合钙复合钙 好好 好好 好好 复合锂复合锂 良良 好好 好好 复合铝复合铝 良良 好好 优优 聚脲聚脲 优优 优优 优优 膨润土膨润土 良良 优优 良良稠化剂对润滑特性的影响稠化剂对润滑特性的影响二、润滑脂的组成二、润滑脂的组成16.基础油：基础油：矿物油（矿物油（MO）合成烃（合成烃（PAO）酯类油：双酯（酯类油：双酯（DE）、多元醇酯）、多元醇酯POE聚醚：聚乙二醇醚聚醚：聚乙二醇醚(PAG)、聚苯醚、聚苯醚硅油：甲基、乙基、苯甲基硅油等硅油：甲基、乙基、苯甲基硅油等含氟油：全氟碳油（氟硅、氟氯、含氟油：全氟碳油（氟硅、氟氯、全氟聚醚全氟聚醚PFPE）二、润滑脂的组成二、润滑脂的组成17.2.2.4.1 添加剂的种类：添加剂的种类：结构改善剂：低分子醇、酯、水等结构改善剂：低分子醇、酯、水等抗氧剂：芳胺、烷基酚、有机硫化物等抗氧剂：芳胺、烷基酚、有机硫化物等金属钝化剂：有机杂环化合物、三氮唑金属钝化剂：有机杂环化合物、三氮唑防锈剂：磺酸盐类、亚硝酸钠、环烷酸防锈剂：磺酸盐类、亚硝酸钠、环烷酸盐类、高级脂肪酸及酯等盐类、高级脂肪酸及酯等二、润滑脂的组成二、润滑脂的组成18.2.2.4.1 添加剂的种类：添加剂的种类：粘附剂：高分子聚合物粘附剂：高分子聚合物粘度指数改进剂：高分子聚合物粘度指数改进剂：高分子聚合物降凝剂：高分子聚合物降凝剂：高分子聚合物染色剂：油溶黄，油溶红染色剂：油溶黄，油溶红极压剂：有机硫化物、有机磷化物、有极压剂：有机硫化物、有机磷化物、有机金属化合物机金属化合物二、润滑脂的组成二、润滑脂的组成19.2.2.4.1 添加剂的种类：添加剂的种类：抗磨剂：脂肪及硫化脂肪、磷酸酯、抗磨剂：脂肪及硫化脂肪、磷酸酯、环烷酸铅等环烷酸铅等多效添加剂：二烷基二硫代氨基甲多效添加剂：二烷基二硫代氨基甲酸盐（钼、锑、铅、锌）酸盐（钼、锑、铅、锌）填料：石墨粉、二硫化钼粉、云母填料：石墨粉、二硫化钼粉、云母粉、氮化硼、粉、氮化硼、PTFE、MCA等等二、润滑脂的组成二、润滑脂的组成20.3.1润滑剂的分类润滑剂的分类 润滑剂和有关产品润滑剂和有关产品(L(L类类)根据根据GB7631.1GB7631.1的规定，按应用场合分为的规定，按应用场合分为1919个个组别，其中润滑脂为组别，其中润滑脂为x x组。组。三、三、润滑脂的分类润滑脂的分类21.3.23.2润滑脂的分类润滑脂的分类3.2.13.2.1按稠化剂类型分类（按稠化剂类型分类（GB501-65)GB501-65)A A 皂基润滑脂皂基润滑脂 单皂基脂：锂基、钙基、钠基、铝基、钡单皂基脂：锂基、钙基、钠基、铝基、钡基、铅基和其它皂基等基、铅基和其它皂基等混合皂基脂：钙混合皂基脂：钙-钠基、锂钠基、锂-钙基、钙钙基、钙-铝铝基、铅基、铅-钡基、铝钡基、铝-钡基等钡基等复合皂基脂：复合钙基、复合锂基、复合复合皂基脂：复合钙基、复合锂基、复合铝基、复合钡基等铝基、复合钡基等三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类22.3.2.13.2.1按稠化剂类型分类按稠化剂类型分类B B 有机稠化剂润滑脂有机稠化剂润滑脂聚脲基脂：二脲、四脲、多脲基脂聚脲基脂：二脲、四脲、多脲基脂有机染料脂：酞青铜、阴丹士林蓝等有机染料脂：酞青铜、阴丹士林蓝等C C 烃基脂：石蜡、地蜡、蜡膏烃基脂：石蜡、地蜡、蜡膏D D 无机稠化剂脂：膨润土、硅胶脂等无机稠化剂脂：膨润土、硅胶脂等三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类23.三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类3.2.23.2.2按润滑脂用途分类按润滑脂用途分类石科院于石科院于1983年编制了按润滑脂用途分类的草年编制了按润滑脂用途分类的草案，但未制定为正式标准。案，但未制定为正式标准。分为：一般用润滑脂（分为：一般用润滑脂（3种）种）滚动轴承润滑脂（滚动轴承润滑脂（4种）种）汽车用润滑脂（汽车用润滑脂（4种）种）集中给油用润滑脂（集中给油用润滑脂（4种）种）高负荷用润滑脂（高负荷用润滑脂（4种）防护密封润滑脂（种）防护密封润滑脂（5种）种）专用润滑脂（专用润滑脂（4种）种）24.3.2.23.2.2按国际标准分类按国际标准分类润润滑脂的使用性能滑脂的使用性能 按国际标准按国际标准ISO 6743/9ISO 6743/9，每种润滑脂只有，每种润滑脂只有一个代号，这个代号与润滑脂在应用中的最一个代号，这个代号与润滑脂在应用中的最严格操作条件相对应。严格操作条件相对应。润滑脂的代号由润滑脂的代号由 L-5L-5个字母和数字组个字母和数字组成。成。三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类25.L-类别代号（润滑剂和有关产品代号）类别代号（润滑剂和有关产品代号）字母字母1-X 润滑脂的组别代号润滑脂的组别代号字母字母2-最低操作温度最低操作温度字母字母3-最高操作温度最高操作温度字母字母4-抗水性能和防锈水平抗水性能和防锈水平字母字母5-耐负荷性能耐负荷性能数字数字-润滑脂的稠度号润滑脂的稠度号三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类26.字母字母2的意义的意义-最低操作温度分五档最低操作温度分五档 A B C D E 0 -20 -30 -40 -40以下以下字母字母3的意义的意义-最高操作温度分七档最高操作温度分七档 A B C D E F G 60 90 120 140 160 180 180以上以上三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类27.字母字母4 4的意义的意义-抗水和防锈分为九档抗水和防锈分为九档 字母字母4 A B C D E F G H I 4 A B C D E F G H I 环境条件环境条件 L L L M M M H H HL L L M M M H H H防锈性防锈性 L M H L M H L M HL M H L M H L M H环境环境 L-L-干燥环境干燥环境 M-M-潮湿环境潮湿环境 H-H-水洗水洗防锈：防锈：L L 不防锈不防锈 M M 淡水存在下的防锈淡水存在下的防锈 H H 盐水存盐水存在下的防锈在下的防锈三、三、润滑脂的分类润滑脂的分类28.字母字母5的意义的意义-耐负荷性耐负荷性 分为两档分为两档 A-非极压非极压 B-极压极压数字的意义数字的意义-稠度等级稠度等级 NLGI按工作锥入度的不同将润滑脂分为九个按工作锥入度的不同将润滑脂分为九个等级等级 000 00 0 1 445475 400430 355385 310340 2 3 4 5 6 265295 220250 175205 130160 85115三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类29.实例：实例：一种润滑脂使用在下述条件：一种润滑脂使用在下述条件：最低操作温度：最低操作温度：-20 最高操作温度：最高操作温度：160经受水洗经受水洗 不需要防锈不需要防锈高负荷高负荷 稠度等级为稠度等级为2号号这种润滑脂的分类代号为：这种润滑脂的分类代号为：L-XBEGB 2 锂基脂皂纤维结构锂基脂皂纤维结构三、润滑脂的分类三、润滑脂的分类30.4.1选择的依据：选择的依据：设备的工况设备的工况设备的类型及特点设备的类型及特点特殊的要求特殊的要求经济合理经济合理四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择31.4.2 设备工况：设备工况：4.2.1 速度和负荷速度和负荷 速度高：基础油粘度低、稠度大润滑脂速度高：基础油粘度低、稠度大润滑脂 速度低：基础油粘度高、稠度小润滑脂速度低：基础油粘度高、稠度小润滑脂 负荷大：基础油粘度高、具有极压抗磨性的负荷大：基础油粘度高、具有极压抗磨性的 润润 滑脂滑脂 负荷小：基础油粘度低、稠度大润滑脂负荷小：基础油粘度低、稠度大润滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择32.4.2 设备工况：设备工况：4.2.2 温度因素温度因素高温环境：高温环境：选择高滴点润滑脂，大粘度选择高滴点润滑脂，大粘度 基础油，合成油基础油，合成油低温环境：低温环境：选择低凝点基础油，软稠度，选择低凝点基础油，软稠度，合成油合成油宽温度范围：选择合成油脂宽温度范围：选择合成油脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择33.温度影响润滑脂使用寿命34.不同增稠剂、基础油不同增稠剂、基础油的使用温度选择的使用温度选择35.4.2 设备工况：4.2.3 检修补脂周期间隔时间长 ：选择抗氧性能优良、高 温性能好的润滑脂设备免维护（终生润滑）：合成基础油，聚脲基或复合磺酸钙基润滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择36.4.2.4 注脂方式因素注脂方式因素 集中润滑：泵送性好、稠度低的润滑脂集中润滑：泵送性好、稠度低的润滑脂 非集中润滑：非集中润滑：稠度大的润滑脂稠度大的润滑脂4.2 设备工况：设备工况：四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择37.4.2 设备工况：设备工况：4.2.5 环境湿度环境湿度湿度大，潮湿：选择抗水性能好的润滑脂。湿度大，潮湿：选择抗水性能好的润滑脂。环境干燥，无水分：可以使用钠基脂。环境干燥，无水分：可以使用钠基脂。四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择38.4.2 设备工况：设备工况：4.2.6 特殊工况特殊工况密封性好：选择粘附性好，加固体填料的润滑密封性好：选择粘附性好，加固体填料的润滑脂。脂。抗化学介质：可以选用硅脂、耐介质的润滑脂。抗化学介质：可以选用硅脂、耐介质的润滑脂。与橡胶、塑料接触：选用与橡胶、塑料相容性与橡胶、塑料接触：选用与橡胶、塑料相容性好的润滑脂。好的润滑脂。四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择39.橡胶塑料橡胶塑料相容性相容性40.4.3 设备类型设备类型滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承齿轮齿轮特殊设备特殊设备四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择41.4.3.1 滑动轴承滑动轴承 滑动轴承的润滑方式根据公式选择润滑动轴承的润滑方式根据公式选择润滑材料：滑材料：Pm-轴颈的平均压力轴颈的平均压力,MPa -轴颈的线速度，轴颈的线速度，m/s k6时脂润滑，时脂润滑，k50时油、脂润滑时油、脂润滑四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择42.选用润滑脂考虑的因素：温度：润滑脂的滴点应高于设备的工作温度 3050环境：润滑脂的抗水性及附着性等负荷：负荷大时采用基础油粘度大、稠度小 的极压润滑脂轴承材质：轴套为有色金属时，要求润滑脂 不能含有S、Cl等活性元素4.3.1 滑动轴承滑动轴承四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择43.4.3.2 滚动轴承滚动轴承通常滚动轴承润滑材料的选择根据：通常滚动轴承润滑材料的选择根据：dn值值dn值值=轴承内径（轴承内径（mm)转速（转速（r/min)(直径大于直径大于65mm时时)dn值值=轴承内外径平均值（轴承内外径平均值（mm)转速（转速（r/min)通常通常dn值值300000350000时用润滑脂润滑时用润滑脂润滑四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择44.由转速DN值选择基础油粘度45.4.3.2 滚动轴承滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素选用润滑脂应考虑的因素轴承类型：不同类型，结构不同选用轴承类型：不同类型，结构不同选用 润滑脂种类不同润滑脂种类不同轴承转速：高速轴承选用基础油粘度低，轴承转速：高速轴承选用基础油粘度低，稠度大润滑脂稠度大润滑脂轴承负荷：高负荷，选择极压润滑脂轴承负荷：高负荷，选择极压润滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择46.4.3.2 滚动轴承滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素选用润滑脂应考虑的因素轴承负荷：中等，选择耐磨润滑脂轴承负荷：中等，选择耐磨润滑脂轴承运转噪音：选用专用低噪音脂轴承运转噪音：选用专用低噪音脂轴承材质：保持架含铜等有色金属，轴承材质：保持架含铜等有色金属，避免用含硫、磷添加剂的避免用含硫、磷添加剂的 润滑脂润滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择47.4.3.2 滚动轴承滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素选用润滑脂应考虑的因素密封圈材质：选择与材质相容的润滑脂密封圈材质：选择与材质相容的润滑脂轴承运转寿命：选用抗氧化、长寿命润滑脂轴承运转寿命：选用抗氧化、长寿命润滑脂轴承工作环境：选择抗水、抗介质、防锈润轴承工作环境：选择抗水、抗介质、防锈润 滑脂滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择48.4.3.3 齿轮齿轮齿轮的工作原理：齿轮的工作原理：齿轮在啮合过程齿轮在啮合过程中同时存在着滚动和中同时存在着滚动和滑动，啮合点的几何滑动，啮合点的几何形状随着运动而不断形状随着运动而不断发生变化，润滑要求发生变化，润滑要求严格。渐开线齿轮应严格。渐开线齿轮应用最广泛。用最广泛。四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择49.齿轮用润滑脂的选择齿轮用润滑脂的选择4.3.3.1 蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆一般采用高粘度润滑油，特殊条件下可采一般采用高粘度润滑油，特殊条件下可采用基础油粘度高并加有油性剂的润滑脂润用基础油粘度高并加有油性剂的润滑脂润滑。滑。如果蜗轮是青铜或其他有色金属材料时，如果蜗轮是青铜或其他有色金属材料时，润滑脂中不允许含有润滑脂中不允许含有S、Cl等强活性元素。等强活性元素。4.3.3 齿轮齿轮四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择50.4.3.3.2 开式齿轮开式齿轮采用基础油粘度高、粘附性强的润滑脂采用基础油粘度高、粘附性强的润滑脂室外设备应考虑润滑脂的抗水性和低温性能室外设备应考虑润滑脂的抗水性和低温性能集中润滑的设备采用半流体润滑脂集中润滑的设备采用半流体润滑脂高温下运转的设备要考虑润滑脂的高温性能高温下运转的设备要考虑润滑脂的高温性能重负荷设备采用极压型润滑脂重负荷设备采用极压型润滑脂四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择51.4.3.3.3 齿轮箱齿轮箱飞溅式齿轮减速机可采用润滑脂润滑飞溅式齿轮减速机可采用润滑脂润滑中心距在中心距在400mm及以下时采用及以下时采用00号极压脂号极压脂中心距在中心距在400mm以上时采用以上时采用0号极压脂号极压脂非循环润滑的行星摆线减速机可采用极压非循环润滑的行星摆线减速机可采用极压型半流体润滑脂润滑。型半流体润滑脂润滑。根据设备的使用环境确定润滑脂的抗水性根据设备的使用环境确定润滑脂的抗水性,极压抗磨性等极压抗磨性等四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择52.4.3.3.4 联轴器联轴器传动力矩很大，传动力矩很大，齿面有滑动，齿面有滑动，压强很高，磨压强很高，磨损较大。对润损较大。对润滑要求严格，滑要求严格，使用粘附性好，使用粘附性好，极压型润滑脂。极压型润滑脂。四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择53.4.3.4 特殊设备特殊设备螺纹：螺纹：要求润滑脂抗烧结性能好，常用要求润滑脂抗烧结性能好，常用 含固体填料的润滑脂含固体填料的润滑脂链条：链条：常用耐高温、抗极压的半流体润滑脂常用耐高温、抗极压的半流体润滑脂阀门：阀门：要求密封性能好，防锈性突出，并要求密封性能好，防锈性突出，并 有抗介质要求。有抗介质要求。四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择54.钢丝绳：分为麻芯浸油和运行润滑，钢丝绳：分为麻芯浸油和运行润滑，要求防锈性好，润滑性能优良要求防锈性好，润滑性能优良电缆、光缆：要求密封性能优良，材电缆、光缆：要求密封性能优良，材 质相容性好，使用寿命长。质相容性好，使用寿命长。食品、医药机械：要求润滑脂无毒、无食品、医药机械：要求润滑脂无毒、无 污染，达到食品卫生安全标准。污染，达到食品卫生安全标准。4.3.4 特殊设备特殊设备四、润滑脂的选择四、润滑脂的选择55.