润滑脂PPT文档.ppt

Carl Bechem GmbH,*,*,润滑脂的性能特性,理化数据,1,内容,动态力学性能数据,理化数据,2,Carl Bechem GmbH,1,润滑脂的技术数据,润滑脂（以及其他润滑剂）的技术数据可以被分为两个主要类型：,理化数据,和,动态力学性能数据,产品的物理和化学方面的特性通过简单的测试方法来确定。,（经常不是针对应用的。）,在（原始）部件或者模型测试设备上模拟实际应用。（针对实际应用的。）,Carl Bechem GmbH,2,以下对于润滑脂来说,是,最重要的一些理化数据。,润滑脂的理化数据,1,Carl Bechem GmbH,3,密度,密度是质量除以体积，具有以下单位：,它是这样测量的：,20,摄氏度下，一个玻璃试管被罐满油并称重。罐满油前后重量的差别就是密度。,kg,_,m,3,Carl Bechem GmbH,4,基础油粘度,润滑脂的主要组成成分是基础油（可达,80%,）。因此润滑脂的润滑性能以及承载润滑剂膜是否能够形成都由润滑脂的基础油决定的。,根据载荷,/,应力系数（,参看摩擦系统，,Stribeck,曲线），为了优化润滑性能，针对不同情况应该选择不同的基础油粘度。,通用原则：,高载：高基础油粘度（大于,460,）,高温：高基础油粘度,高速：低基础油粘度（低于,100,）,低温：低基础油粘度,标准矿物油润滑脂粘度：中等粘度（,100-220,）,合成特殊润滑脂：比标准矿物油润滑脂粘度低,Carl Bechem GmbH,5,什么是滴点？,为什么要做这个测试？,滴点,滴点是一个温度数值，在此温度下，在标准测试条件下，润滑脂具有了一定的流动性能。,这个测试告诉我们润滑脂在什么温度下从粘稠态变成流体状态。,Carl Bechem GmbH,6,滴点,温度计,(,脂,),温度计,(,油浴,),太热了,我要跳,加热,润滑脂被装进一个橡胶嘴中，同时在润滑脂中插入一个温度计。,按照相应的规范对润滑脂进行加热。,当第一滴“融化”的润滑脂从橡胶嘴中滴出时，滴点就被确定。,注意：,滴点不是润滑脂的工作温度上限。润滑脂的工作温度上限是由别的测试设备来测量（参看,FE 9,SKF ROF,）。,测量滴点是为了安全的原因，因为在这个温度以上润滑脂可能流出摩擦点。,Carl Bechem GmbH,7,什么是针入度？,为什么要测量？,针入度,润滑脂的针入度是指在指定的温度和条件下，一定的时间内，标准圆锥陷入润滑脂试样的深度（单位：毫米）。,针对度是对润滑脂稠度的衡量。,Carl Bechem GmbH,8,针入度,左图所示就是针入度的测试设备。,黄铜圆锥的尖端刚刚接触润滑脂的表面。,圆锥被释放并锥入润滑脂,5,秒钟。,锥入度以,1/10mm,为单位进行测量。,测试温度为,20,。,我们不用具体的数值来表示针入度，而是用,NLGI,级别（,NLGI=,美国国家润滑脂协会）。,Carl Bechem GmbH,9,NLGI,级别,(DIN 51 818),Carl Bechem GmbH,10,原始针入度,针入度,我们的技术数据表中经常还有一些更细致的针入度数据：,是没有使用过的原始润滑脂的针入度，润滑脂直接从包装中取出放到测试仪器中。,测试温度为,25,。,使用后针入度,润滑脂首先在一台标准润滑脂工作模拟器中运行,60,个往返行程，之后再测量其针入度。,测试也是在,25,下进行。,Carl Bechem GmbH,11,针入度,我们的技术数据表中经常还有一些更细致的针入度数据：,长期使用后针入度,润滑脂首先在标准润滑脂工作模拟器中，,15,到,30(59,到,86 F),的条件下运行超过,60,个往返行程。,之后，润滑脂及工作模拟器被移到,25(77 F),条件下，然后再运行,60,个往返行程。最后再测量它的针入度。,Carl Bechem GmbH,12,非牛顿流体,牛顿流体,当问起润滑脂是否可以流动时，大多数人会说不可以。,然而，润滑脂确实可以流动而且具有一定的粘度，尽管有一定时间的迟缓。,润滑脂的粘度称为表征动态粘度，以,mPas,为单位。,可以流动的物体，即具有粘性的，可以被分为以下两类：,表征动态粘度,Carl Bechem GmbH,13,Plate A,Plate B,dy,1,dv,1,dy,2,dv,2,dy,d,v,v1,=0,v,min,=0,v,max,v,2,dv,1,dy,1,=,dv,2,dy,2,dv cm/s 1,D=s,-1,dy cm s,剪切率,=,速度的差值,间距,剪切率,牛顿流体（真实流体和润滑油）表现出固定的剪切率（速度的差值,/,间距）。,这意味着什么？,当牛顿流体在两个平板之间流动时，剪切率是固定的。流体真正的流动，而且该流动可以用毛细管粘度计测量。,表征动态粘度,Carl Bechem GmbH,14,dv,1,dy,1,=,dv,2,dy,2,dv cm/s 1,D=s,-1,dy cm s,Plate A,Plate B,dy,1,dv,1,dy,2,dv,2,dy,dv,v,1,=0,v,min,=0,v,max,a,b,v,2,非牛顿流体的剪切率,润滑脂属于非牛顿流体。,它们的剪切率不是恒定的。,当粘度高时，剪切率低，反之亦然，当粘度低时，剪切率高。,润滑脂不能真正的流动（象润滑油那样），无法用毛细管粘度计测量它们的粘度。,表征动态粘度,a=,低剪切率,高粘度,b=,高剪切率,低粘度,Carl Bechem GmbH,15,=,润滑脂的内部摩擦,以为,mPa s,单位,表征动态粘度,表征动态粘度是通过,Haake,旋转粘度计测量的。剪切率是,300 s,-1,，温度为,25,。表征动态粘度通常以,mPa s,为单位。,为了简单起见，定义了粘度等级来描述表征动态粘度（见表）。,注意：,除了,NLGI,等级之外，润滑脂的表征动态粘度也很重要。使用“动态轻质”的润滑脂可以节省能源。,回到理化数据,Carl Bechem GmbH,16,流动压力,流动压力是以毫巴为单位,(mbar),，它表示在标准低温条件下，将润滑脂从测试管嘴中挤出所需要的压力。,所需要的压力应该低于,1400,毫巴,.,通过测量流动压力，可以决定润滑脂可工作的最低温度。,如果在,-30,下的流动压力小于,1400,毫巴，,该润滑脂就可以在,-30,下使用。,Carl Bechem GmbH,17,流动压力,回到理化数据,Carl Bechem GmbH,18,润滑脂理化数据,2Carl Bechem GmbH,19,氧化是物质（润滑脂）与环境空气（空气中氧气的含量为,20%,）之间的反应。,在这个反应过程中，润滑脂的结构被破坏。,润滑脂老化,!,在我们的实验室中，通过氧化压力罐来测试润滑脂是否容易老化。,一定数量的润滑脂被放到玻璃皿中，之后放入一个不锈钢容器（氧化压力罐）中。,容器中的空气被纯氧代替，压力为,7.7,巴。,压力可以通过装在容器中的压力计测量。,抗氧化性能,Carl Bechem GmbH,20,氧化压力罐被放置到,99,的油浴中,100,个小时。然后压降被记录。,如果压降低于,0.5,巴，润滑脂就可以通过测试，并被认为有良好的抗氧化能力。,抗氧化性能,Carl Bechem GmbH,21,防水性能,利用铁质刮板将润滑脂涂抹在玻璃片上。然后将玻璃片放进试管中，加水至一半的润滑脂被水浸泡。,试管被放进烘箱中规定的时间（,DIN 51 807,：,40,或,90,，,3,小时）。,然后观察润滑脂，结果为,0-3,三个等级，,0,表示润滑脂毫无变化；,3,表示润滑脂已经部分或全部溶解，并与周围的水形成乳化液。,这个润滑脂没有一点也没有乳化。,Carl Bechem GmbH,22,铜片腐蚀,什么是铜片腐蚀,?,测试流程,(DIN 51 759,ASTM-D 130):,测试的目的？,本测试主要是来检验标准铜片在与润滑脂接触情况下是否容易被腐蚀本测试可以检验润滑脂防腐蚀的能力。,铜片在经过研磨剂打磨之后插入到润滑脂试样中。烧杯和润滑脂试样被一起加热到,100,。经过,24,小时的测试之后，检查铜片的变色程度（变色程度,=,腐蚀）。,Carl Bechem GmbH,23,油分离,润滑脂的性能和作用主要取决于它的基础油（类型和粘度）。,润滑脂应该持续的释放基础油。,润滑脂释放油的性能可以通过油分离测试。,一定数量的润滑脂被放到钢丝网上并置于烘箱中一定时间。,试验后称重从润滑脂中分离出来的基础油。,油分离性能用,重量百分比,来表示。,根据不同的应用，润滑脂的油分离性能应该在,2%,到,7%,之间。,Carl Bechem GmbH,24,油分离,这里你可以看到按照,FTMS 791 C 321(,美国标准,),进行的油分离测试。测试需要,30,小时，测试温度高于,70,。,另外也有,DIN,标准测试,(DIN 5 1817),，测试条件为,40,下,7,天，润滑脂重量为,100g,。,Carl Bechem GmbH,25,润滑脂的力学动态性能测试,Carl Bechem GmbH,26,Shell Roller,测试流程,-,测量被测润滑脂的工作后针入度。,-,将一定量的润滑脂涂到缸壁上。,-,插入内辊（工作辊）并关闭。,-,实验结束后，目视观察润滑脂，并再次测量工作后针入度。,测试结果纪录测试温度和时间，以及工作后针入度的变化。具有良好耐久性的润滑脂的针入度变化不大，即使经过了较高温度下相当长时间工作。,本测试和实际应用接近，,用来确定长期使用后针入度。,Carl Bechem GmbH,27,FAG FE 9,测试参数 轴向载荷,:1500,3000,4500 N,DIN 51 821:1500 N,转速,:3000,6000 min,-1,DIN 51 821:6000 min,-1,温度：最高,250,DIN 51 821:120,到,200,测试流程,-,拆解，清洗，组装并给测试轴承添加润滑脂,-,将,5,个测试轴承安装到测试头上,-,记录每个测试轴承的运行时间,测试结果 通过统计方法将五个运行时间绘制在,WEIBULL,图表 中。从而可以确定,L50,和,L10,寿命（小时），即在选用的测试条件下，在选用的测试润滑脂润滑下，分别有,50%,和,10%,的轴承将失效。,注意：润滑脂寿命就是根据其在,FE9,试验机上的运行时间来计算的。,Carl Bechem GmbH,28,SKF ROF,测试参数 载荷,:,轴向,:100 N,径向,:50 N,转速,:10 000,到,30 000 min,-1,温度,:,室温到,180,测试流程,-,清洗，干燥并给轴承添加润滑脂,-,将轴承安装到测试头上,-,记录运行时间,测试结果 与,FAG FE 9,测试类似，使用,WEIBULL,图表 确定L10,和,L50,寿命。,注意：润滑脂在高速条件下,的寿命测试。,Carl Bechem GmbH,29,Weibull,图表,Carl Bechem GmbH,30,Weibull,图表说明,将运行时间（小时）填入到,Weibull,图表中，从而确定,F,50,和,F,10,数值。,本示例中，,F,50,数值为,280,小时（,150,）。根据,K15,法则，我们可以计算其他温度下的工作寿命。,理论上，当工作温度下降,15,，工作寿命将加倍。,示例,:,150 C 280 hours,135 C 560 hours,120 C 1120 hours 115 C 2240 hours 100 C 4480 hours 85 C 8960 hours,Carl Bechem GmbH,31,四球试验机,(VKA=Vier,四,-Kugel,球,-Apparat,试验机,),测试参数 测试时间,:60 s,或,60 min,（用来确定,OK,载 荷和磨痕直径）转速,:1 450 min,-1,(,根据,DIN),或者其它数值 载荷,:57,个载荷级别，从,150,到,12 000 N,测试结果,-,确定,OK,载荷和熔焊载荷,-,确定,OK,载荷之后测量磨痕直径,-,评价在滑动摩擦条件下抗磨和极压添加剂的 性能,Carl Bechem GmbH,32,FAG FE 8,测试参数 测试时间,:500,小时（润滑脂）,;80,小时（油）载荷,:5,到,80 kN,可调转速,:7.5,到,6000 min,-1,分级温度,:,室温到,150,测试流程,-,清洗，干燥并给轴承添加润滑脂,-,将轴承安装到测试头上,-,通过计算机记录实验数据,-,拆解并称重测试轴承 分析记录的数据,测试结果 轴承内部的温度和摩擦力矩，以及滚动轴承各部件的磨损情况,对于重载润滑脂很重要,Carl Bechem GmbH,33,Emcor,测试,测试参数 时间,:,总测试时间,168,小时（期间运行、暂停交替）,转速,:80 min,-1,环境介质,:,水，或者含水介质,润滑脂添加量：每个轴承,11 cm,3,测试结果 根据相关的,DIN,腐蚀程度表确定轴承外环跑道的腐蚀程度,。,注意：标准要求为,0,或,1,。,Carl Bechem GmbH,34,水冲刷试验,测试流程,-,称重轴承及轴承盖,-,添加定量润滑脂并安装,-,进行,60,分钟的测试，测试时用定量的水流冲刷封,闭的轴承,-,拆解轴承,-,在,95,下干燥测试轴承和轴承盖,16,小时,测试结果 得到失重百分比（被冲刷的润滑脂），同时目视观察润滑脂和轴承。,确定水冲失级别,模拟实际状况的试验，用来确定润滑脂的防水能力。,Carl Bechem GmbH,35,噪音测试,-FAG,测试参数 测试时间 每个轴承,2 x 64,秒 转速,:1800 min,-1,轴向载荷,:20 N(,气动,),测试部件,:5,个轴承（标准）润滑脂量,:,大约每个轴承,0.33 g,频率,:,低波段,50-300 Hz,中波段,300-1800 Hz,高波段,1800-10 000 Hz,测试结果噪音级别从,I,到,IV,，起始值,1,到,4,。比如,:II/1,测试流程,-,参考油润滑轴承,-,检查加载情况下轴承的基准状态,-,给轴承添加润滑脂，并安装到心轴上，施加轴向载荷，通过,计算机记录数据,-,打印结果,Carl Bechem GmbH,36,这一方面的一些概念：,如果将牛顿流体放置于两个平面,A,何,B,之间，平面,B,静止不动v,min,=0,),，平面,A,运动,(v,max,=v,2,),。由于平面,A,的移动，平面间流体的分子也会移动，但根据它位置的不同，其移动距离也会不同,（靠近平面,A,的分子移动距离大，靠近平面,B,的分子移动距离小）。如果将速度（,v,max,到,v,min,）的差别,和距离关联起来，将得到剪切率,(,D),。对于牛顿流体，这一剪切率是相同的。,表观动态粘度,Carl Bechem GmbH,37,四球试验,测试流程,-,三个球被固定在容器中,-,添加润滑剂（油，脂或膏）覆盖三个球,-,第四个球被固定并安装在前三个球上方的心轴中,-,设定载荷、转速和时间，开始试验,-,在每个载荷级别后，球被取出，换装另外一套新的球，继续试验直至焊合,焊合载荷,是指四个球在测试中发生熔焊时的载荷。,OK,载荷,是指焊合载荷之前的载荷级别。测试在,OK,载荷下运行,60,分钟，并测量磨斑直径。,Carl Bechem GmbH,38,